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  在现代城市中,废水始终是一种让人头疼的产物,直接排放的话对环境污染极大,净化处理的成本又太高。如今,美国的一些研究者找到了将其回收利用的新方法:发电。

  美国俄勒冈州立大学的研究团队近日在英国《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)期刊发表了一篇文章,阐述了他们的发现:利用微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFC)从废水里面提取出电能。

  “废水中其实含有巨大的电能,但它们通常都被捆绑在有机分子上,非常难提取和利用。我们发明了一种新型的微生物燃料电池,里面的微生物在产出净水的时候,是要吃进有机物的,但我们给系统接上了阴极和阳极,利用两级之间的吸力先将附在有机分子上的电子吸出来,让它们形成一股电流,从而产生了电能。”

  利用微生物和污染物发电的应用也有其他形式,比如沼气和甲烷发电,它们的原理是利用微生物先生成氢气或甲烷,再转化为电能。而这项新研究的突破点在于,微生物在净水过程中,直接产生的便是电能,不需要进行转化。而且,这种系统的原料随处可见,厕所排放物、稻草、酿酒废渣等都可以。

  “如果这种技术能进行商业上的开发的话,我相信会有很光明的前景,因为净化废水的过程本身产生的电量远远超过了自身所需,还可以往外输出。”研究报告的作者之一,俄勒冈州立大学生物环境工程学院的刘红教授介绍,“这将带来全球性的影响,尤其是省钱和可持续能源的发展上。”

  其实,利用微生物发电的想法多年前就有人提过了,但由于效率太低,一直让人提不起兴趣来。那么,这种新技术的发电效率如何呢?据刘红教授的说法,每立方米废水能产的电量是2000瓦,这个数字跟以往的微生物燃料电池发电技术相比,提高了10-50倍之多。

  “我们这几年进行了一系列的改进,比如缩小阴阳极之间的距离,应用新的分隔区材料,微生物菌种进化等。如果能大批量建设的话,平摊掉昂贵的初始费用,这种污水处理系统的价格跟目前全球广泛采用的活性污泥系统(activated sludge system)是不相上下的,再加上出售电力获得的利润,会让它更有优势。”

  目前在欧美等发达国家,每年有近3%的耗电都是用来净化废水的,而这些电力又是靠燃料提供的,由此产生的花费和温室效应不容小觑。俄勒冈州立大学的研究者在实验室取得了不错的成绩后,决定趁热打铁,进行实地试点研究。研究者认为目前最理想的选址是食品加工厂,因为那里可以稳定地产生大量含有电能的废水。