臟水里取電

在現(xiàn)代城市中，廢水始終是一種讓人頭疼的產(chǎn)物，直接排放的話對環(huán)境污染極大，凈化處理的成本又太高。如今，美國的一些研究者找到了將其回收利用的新方法：發(fā)電。

美國俄勒岡州立大學的研究團隊近日在英國《能源與環(huán)境科學》（Energy Environmental Science）期刊發(fā)表了一篇文章，闡述了他們的發(fā)現(xiàn)：利用微生物燃料電池（Microbial fuel cells， MFC）從廢水里面提取出電能。

“廢水中其實含有巨大的電能，但它們通常都被捆綁在有機分子上，非常難提取和利用。我們發(fā)明了一種新型的微生物燃料電池，里面的微生物在產(chǎn)出凈水的時候，是要吃進有機物的，但我們給系統(tǒng)接上了陰極和陽極，利用兩級之間的吸力先將附在有機分子上的電子吸出來，讓它們形成一股電流，從而產(chǎn)生了電能?！?/p>

利用微生物和污染物發(fā)電的應(yīng)用也有其他形式，比如沼氣和甲烷發(fā)電，它們的原理是利用微生物先生成氫氣或甲烷，再轉(zhuǎn)化為電能。而這項新研究的突破點在于，微生物在凈水過程中，直接產(chǎn)生的便是電能，不需要進行轉(zhuǎn)化。而且，這種系統(tǒng)的原料隨處可見，廁所排放物、稻草、釀酒廢渣等都可以。

“如果這種技術(shù)能進行商業(yè)上的開發(fā)的話，我相信會有很光明的前景，因為凈化廢水的過程本身產(chǎn)生的電量遠遠超過了自身所需，還可以往外輸出?！毖芯繄蟾娴淖髡咧?，俄勒岡州立大學生物環(huán)境工程學院的劉紅教授介紹，“這將帶來全球性的影響，尤其是省錢和可持續(xù)能源的發(fā)展上。”

其實，利用微生物發(fā)電的想法多年前就有人提過了，但由于效率太低，一直讓人提不起興趣來。那么，這種新技術(shù)的發(fā)電效率如何呢？據(jù)劉紅教授的說法，每立方米廢水能產(chǎn)的電量是2000瓦，這個數(shù)字跟以往的微生物燃料電池發(fā)電技術(shù)相比，提高了10-50倍之多。

“我們這幾年進行了一系列的改進，比如縮小陰陽極之間的距離，應(yīng)用新的分隔區(qū)材料，微生物菌種進化等。如果能大批量建設(shè)的話，平攤掉昂貴的初始費用，這種污水處理系統(tǒng)的價格跟目前全球廣泛采用的活性污泥系統(tǒng)（activated sludge system）是不相上下的，再加上出售電力獲得的利潤，會讓它更有優(yōu)勢?！?/p>

目前在歐美等發(fā)達國家，每年有近3%的耗電都是用來凈化廢水的，而這些電力又是靠燃料提供的，由此產(chǎn)生的花費和溫室效應(yīng)不容小覷。俄勒岡州立大學的研究者在實驗室取得了不錯的成績后，決定趁熱打鐵，進行實地試點研究。研究者認為目前最理想的選址是食品加工廠，因為那里可以穩(wěn)定地產(chǎn)生大量含有電能的廢水。