微生物燃料電池有望走出實驗室

　　美國賓夕法尼亞州立大學環境工程係教授BruceLogan的研究組正在嚐試開發微生物燃料電池，可以把未經處理的汙水轉變成幹淨的水，同時發電。無論對發展中國家還是發達國家，這項“一舉兩得”的技術都相當誘人。更誘人的是
，據美國國家自然科學基金會（NSF）網站消息，該項技術未來還可能實現海水淡化，成為“一舉三得”的技術。 汙水處理費時、費錢還消耗大量能量，基本是個隻投入不產出的行業，也是讓各國政府頭疼的一大難題。有數據稱
，5%的電力消費被用於汙水處理。根據美國國家發展委員會統計，美國每年需要處理330億加侖的生活汙水，處理費用大約為250億美元
，其中大部分為能源成本。 因此
，又能淨化水質、又能發電的微生物燃料電池一旦出現
，將有望把汙水處理變成一個有利可圖的產業。Logan認為
，未來汙水處理廠通過使用微生物燃料電池不僅可以滿足自身用電，還能向外輸電。 傳統的燃料電池利用氫氣發電，但Logan和(he)他(ta)的(de)研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)首(shou)次(ci)嚐(chang)試(shi)使(shi)用(yong)富(fu)含(han)有(you)機(ji)物(wu)的(de)汙(wu)水(shui)來(lai)發(fa)電(dian)。理(li)論(lun)上(shang)說(shuo)，直(zhi)接(jie)將(jiang)汙(wu)水(shui)倒(dao)入(ru)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)可(ke)以(yi)發(fa)電(dian)同(tong)時(shi)淨(jing)化(hua)汙(wu)水(shui)。該(gai)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)：汙wu水shui中zhong的de細xi菌jun以yi有you機ji物wu為wei食shi
，隨sui之zhi釋shi放fang電dian子zi
，電dian子zi在zai燃ran料liao電dian池chi的de碳tan棒bang上shang集ji聚ju，在zai水shui中zhong形xing成cheng電dian流liu回hui路lu。一yi旦dan放fang電dian能neng力li提ti高gao到dao一yi定ding程cheng度du，就jiu可ke加jia以yi利li用yong。 早在2005年，Logan的小組就宣布研製出微生物燃料電池。他們在實驗室裏產生了72瓦的電流，用以驅動一個小風扇。 最近幾年，實驗室在NSFdezizhuxiayouhuodeyixiliejinzhan。liru，chulechanshengdianliu，geixitonglingwaijiashangyidiandianya，hainengchanshengqingqi。qingqishiyizhonghuanjingyouhaodeqingjienengyuan，youduozhonggongyeyongtu。 另外，Logan還在試驗往燃料電池中通入海水
，這樣不僅能夠產生更多的電能
，如果試驗成功
，該係統就可以同時產生能量、處理汙水並淡化海水，可謂一箭三雕。 實際上，微生物燃料電池並不是一個新概念。早在1910年，英國植物學家馬克·比特首次發現了細菌的培養液能夠產生電流，他用鉑作為電極成功製造出了世界第一個微生物燃料電池；1984年，美國製造了一種能在外太空使用的微生物燃料電池，它的燃料為宇航員的尿液和活細菌，不過放電率極低。 除了Logan
，世界上還有其他的研究組在開發微生物燃料電池，不過都沒有走出實驗室。 雖然目前還未有商業產品問世
，但多倫多大學的科學家戴維·伯格雷曾估計汙水中潛在的電能價值是其處理成本的10倍。Logan則認為，隻要能利用潛在電能的1/20，汙水處理廠就可以解決汙水處理成本。不過他估計，微生物燃料電池實現工業應用還需5～10年。 在現階段，Logan指出，突破工業應用的關鍵問題仍然是如何繼續降低成本、提高電池性價比。 據悉
，在早期的研究中，Logan小組使用了大量昂貴的材料
，如昂貴的石墨電極
、聚合物以及鉑等貴金屬。但其最新的電池係統已經使用了更便宜並且環境友好的材料。“我們現在已經可以不用任何貴金屬。”Logan說。