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Loganhetadeyanjiuxiaozushoucichangshishiyongfuhanyoujiwudewushuilaifadian。lilunshangshuo
，zhijiejiangwushuidaoruranliaodianchijiukeyifadiantongshijinghuawushui。gaidianchixitongdegongzuoyuanlishi：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NSF的de資zi助zhu下xia又you獲huo得de一yi係xi列lie進jin展zhan。例li如ru
，除chu了le產chan生sheng電dian流liu
，給gei係xi統tong另ling外wai加jia上shang一yi點dian電dian壓ya

，還hai能neng產chan生sheng氫qing氣qi。氫qing氣qi是shi一yi種zhong環huan境jing友you好hao的de清qing潔jie能neng源yuan，有you多duo種zhong工gong業ye用yong途tu。 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。