美国宾夕法尼亚州立大学环境工程系教授Bruce Logan的研究组正在尝试开发微生物燃料电池,可以把未经处理的污水转变成干净的水,同时发电。无论对发展中国家还是发达国家,这项“一举两得”的技术都相当诱人。更诱人的是,据美国国家自然科学基金会(NSF)网站消息,该项技术未来还可能实现海水淡化,成为“一举三得”的技术。
污水处理费时、费钱还消耗大量能量,基本是个只投入不产出的行业,也是让各国政府头疼的一大难题。有数据称,5%的电力消费被用于污水处理。根据美国国家发展委员会统计,美国每年需要处理330亿加仑的生活污水,处理费用大约为250亿美元,其中大部分为能源成本。
因此,又能净化水质、又能发电的微生物燃料电池一旦出现,将有望把污水处理变成一个有利可图的产业。Logan认为,未来污水处理厂通过使用微生物燃料电池不仅可以满足自身用电,还能向外输电。
传统的燃料电池利用氢气发电,但Logan和他的研究小组首次尝试使用富含有机物的污水来发电。理论上说,直接将污水倒入燃料电池就可以发电同时净化污水。该电池系统的工作原理是:污水中的细菌以有机物为食,随之释放电子,电子在燃料电池的碳棒上集聚,在水中形成电流回路。一旦放电能力提高到一定程度,就可加以利用。
早在2005年,Logan的小组就宣布研制出微生物燃料电池。他们在实验室里产生了72瓦的电流,用以驱动一个小风扇。