尿液燃料電池:廢水(shuǐ)發電還(hái)能順便消毒?

2017-06-22

      據外媒(AcienceAlert)報道,随著(zhe)化(huà)石能源逐漸讓位于可(kě)再生能源,以尿液爲燃料的(de)微生物(wù)燃料電池聽(tīng)起來(lái)是個(gè)很不錯的(de)創意。

  科學研究發現,使用(yòng)尿液燃料電池在爲手機和(hé)電燈供電的(de)同時(shí),微生物(wù)反應還(hái)能殺死廢水(shuǐ)中的(de)病原體。這(zhè)種技術一舉多(duō)得(de)的(de)便利對(duì)發展中國家更有吸引力。

  西英格蘭大(dà)學在2015年進行一項實驗,使用(yòng)小便池配合廉價的(de)尿燃料電池,成功爲房(fáng)間電燈供電。實驗參與方樂(yuè)施會看到尿燃料電池在災區(qū)和(hé)難民營這(zhè)種地方的(de)應用(yòng)潛力。這(zhè)些地區(qū)往往電力供應不足,缺乏照(zhào)明(míng)的(de)夜晚很容易滋生犯罪。

  如果僅僅作爲能源替代手段,尿燃料電池尚不足以被廣泛采用(yòng),但發電同時(shí)還(hái)爲污水(shuǐ)消毒這(zhè)一特性,卻有可(kě)能爲它開辟更多(duō)使用(yòng)場(chǎng)景,包括在基礎設施落後的(de)地區(qū)作爲清潔措施使用(yòng)。

  這(zhè)種技術靠微生物(wù)燃料電池(MFC)運行,電池中的(de)微生物(wù)進食有機物(wù)質——比如尿液——在生長(cháng)過程中産生能量。

  “MFC系統本質上是使用(yòng)微生物(wù)将生物(wù)化(huà)學能轉化(huà)爲電能的(de)一個(gè)系統,我們将轉化(huà)得(de)到的(de)能量稱爲‘尿電’(urine-tricity)。”實驗的(de)主要研究員(yuán)愛(ài)羅普洛斯博士(Dr Ioannis Ieropoulos)在2015年解釋說。

  MFC的(de)消毒功能可(kě)能源于微生物(wù)在産能過程中産生的(de)過氧化(huà)氫。消毒過程在燃料電池系統的(de)後期發生,所以不會傷及爲MFC供電的(de)微生物(wù)。

  實驗中意外發現的(de)消毒功能讓研究者産生通(tōng)過MFC淨化(huà)廢水(shuǐ)的(de)想法。爲此,他(tā)們選擇沙門氏菌菌株來(lái)檢測MFC的(de)消毒效果。沙門氏菌是最常見的(de)胃腸道病原體之一,感染人(rén)體後會導緻典型的(de)食物(wù)中毒症狀。研究者将沙門氏菌引入到MFC級聯系統中,以觀察MFC在流動條件下(xià)的(de)消毒能力。

  研究者在淨化(huà)結束後測量剩餘的(de)病原體數量,結果如人(rén)所願:沙門氏菌的(de)數量大(dà)大(dà)降低。

  實驗人(rén)員(yuán)對(duì)結果喜出望外,他(tā)們發現了(le)一個(gè)一舉多(duō)得(de)的(de)生物(wù)系統,不僅能廢物(wù)再利用(yòng),還(hái)能發電和(hé)高(gāo)效滅菌。

  初步試驗中,MFC系統将病原體數量降低到常規衛生标準中可(kě)接受的(de)水(shuǐ)平。研究人(rén)員(yuán)随後繼續開展研究,嘗試實現100%的(de)消毒效果。

  比爾·梅林(lín)達·蓋茨基金會是這(zhè)個(gè)項目的(de)創立方,爲了(le)提高(gāo)尿液電池的(de)公衆關注,團隊将這(zhè)種技術帶到世界著名的(de)音(yīn)樂(yuè)會上。2016年英國格拉斯頓伯裏音(yīn)樂(yuè)節(Glastonbury Music Festival)上,組織方搜集人(rén)們的(de)尿液爲音(yīn)樂(yuè)節顯示闆供電。音(yīn)樂(yuè)會尿液電池實踐證明(míng),“微生物(wù)燃料電池可(kě)産生500兆瓦-2.8伏的(de)穩定電力輸出”。

在線咨詢
聯系電話(huà)

023-60555111 13983226612