美國賓夕法尼亞州立大學環境工程系教授Bruce Logan的研究組正在嘗試開發微生物燃料電池,可以把未經處理的污水轉變成干凈的水,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。
污水處理費時、費錢還消耗大量能量,基本是個只投入不產出的行業,也是讓各國政府頭疼的一大難題。有數據稱,5%的電力消費被用于污水處理。根據美國國家發展委員會統計,美國每年需要處理330億加侖的生活污水,處理費用大約為250億美元,其中大部分為能源成本。
因此,又能凈化水質、又能發電的微生物燃料電池一旦出現,將有望把污水處理變成一個有利可圖的產業。Logan認為,未來污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和他的研究小組首次嘗試使用富含有機物的污水來發電。理論上說,直接將污水倒入燃料電池就可以發電同時凈化污水。該電池系統的工作原理是:污水中的細菌以有機物為食,隨之釋放電子,電子在燃料電池的碳棒上集聚,在水中形成電流回路。一旦放電能力提高到一定程度,就可加以利用。
早在2005年,Logan的小組就宣布研制出微生物燃料電池。他們在實驗室里產生了72瓦的電流,用以驅動一個小風扇。
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