微生物燃料電池技術(shù)可將污水處理廠變電廠
2012-08-20
鋰電世界佚名9120核心提示： 中國電池網(wǎng) 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月13日報道，美國俄勒岡州立大學(xué)的研究人員利用微生物燃料電池的性能，可直接使污水處理廠的廢水產(chǎn)生電力。從而為未來開啟了一扇大門，污水處理廠不僅可以電力自給自足處理污水
鋰電世界 據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月13日報道，美國俄勒岡州立大學(xué)的研究人員利用微生物燃料電池的性能，可直接使污水處理廠的廢水產(chǎn)生電力。從而為未來開啟了一扇大門，污水處理廠不僅可以電力自給自足處理污水，還可將多余的電力出售。該研究成果發(fā)表在最新一期《能源與環(huán)境科學(xué)》期刊上。
該大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)，是在細(xì)菌氧化有機(jī)物的過程中，使燃料電池從陽極到陰極產(chǎn)生電子并創(chuàng)建電流。新技術(shù)讓單位體積污水產(chǎn)出的電力比其他微生物燃料電池的方式要多10至50倍之多，更是其余方式的100倍。研究人員說，這種新方法可能最終會改變世界各地所有污水處理廠的方式，取代已廣泛使用將近一個世紀(jì)的“活性污泥法”過程。
該大學(xué)生物和生態(tài)工程副教授劉宏（音譯）說：“如果這項技術(shù)以商業(yè)的規(guī)模運(yùn)作，污水處理廠將可能是一個巨大的能源生產(chǎn)源，而不再是一個能耗大戶。這可能會影響到世界各地，節(jié)省大量的金錢、提供更好的水處理技術(shù)和促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展。”
據(jù)專家估計，在美國和其他發(fā)達(dá)國家約3%的電力用于廢水處理的能源消耗，這些電力主要來自導(dǎo)致全球氣候變暖的化石燃料。如果充分挖掘廢水的潛力，在理論上可以提供很多倍的能源而不增加溫室氣體排放。
幾年前，該大學(xué)的研究人員曾經(jīng)展望過這項技術(shù)的前景，但當(dāng)時這個系統(tǒng)只能產(chǎn)生很少的電力。隨著“降低陽極陰極間距，改變微生物和新分離器材料”新概念的出現(xiàn)，現(xiàn)在該技術(shù)可以使液體反應(yīng)器每立方米體積產(chǎn)生兩千瓦以上的電力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何其他微生物燃料電池的功率密度量。
該系統(tǒng)還優(yōu)于另一種基于厭氧分解產(chǎn)生甲烷的廢水處理法，因其沒有任何不利環(huán)境的缺點，不會生成不必要的硫化氫，或可能釋放出甲烷這種溫室氣體。
現(xiàn)在該系統(tǒng)在實驗室已具有相當(dāng)龐大的規(guī)模。研究人員說，他們正在尋求一個測試地點，下一步將開展一個預(yù)備試驗。隨后的研究是找到在使用中更合適的微生物、降低材料成本和在商業(yè)規(guī)模上改進(jìn)技術(shù)功能，以進(jìn)一步降低成本。研究估計，這項新技術(shù)的基本建設(shè)成本與現(xiàn)在廣泛使用的活性污泥系統(tǒng)差不多，而當(dāng)把多余電力可銷售的因素考慮進(jìn)去后，甚至還會更便宜些。
不僅僅是廢水，幾乎任何類型的有機(jī)廢物材料都可用于生產(chǎn)電力，如草秸稈、動物糞便，還有葡萄酒、啤酒或奶制品行業(yè)的副產(chǎn)品。該方法也可以對電力有限的發(fā)展中國家貢獻(xiàn)特殊的價值，特別是一些比較困難或不太可能處理污水的偏遠(yuǎn)地區(qū)。
該大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)，是在細(xì)菌氧化有機(jī)物的過程中，使燃料電池從陽極到陰極產(chǎn)生電子并創(chuàng)建電流。新技術(shù)讓單位體積污水產(chǎn)出的電力比其他微生物燃料電池的方式要多10至50倍之多，更是其余方式的100倍。研究人員說，這種新方法可能最終會改變世界各地所有污水處理廠的方式，取代已廣泛使用將近一個世紀(jì)的“活性污泥法”過程。
該大學(xué)生物和生態(tài)工程副教授劉宏（音譯）說：“如果這項技術(shù)以商業(yè)的規(guī)模運(yùn)作，污水處理廠將可能是一個巨大的能源生產(chǎn)源，而不再是一個能耗大戶。這可能會影響到世界各地，節(jié)省大量的金錢、提供更好的水處理技術(shù)和促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展。”
據(jù)專家估計，在美國和其他發(fā)達(dá)國家約3%的電力用于廢水處理的能源消耗，這些電力主要來自導(dǎo)致全球氣候變暖的化石燃料。如果充分挖掘廢水的潛力，在理論上可以提供很多倍的能源而不增加溫室氣體排放。
幾年前，該大學(xué)的研究人員曾經(jīng)展望過這項技術(shù)的前景，但當(dāng)時這個系統(tǒng)只能產(chǎn)生很少的電力。隨著“降低陽極陰極間距，改變微生物和新分離器材料”新概念的出現(xiàn)，現(xiàn)在該技術(shù)可以使液體反應(yīng)器每立方米體積產(chǎn)生兩千瓦以上的電力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何其他微生物燃料電池的功率密度量。
該系統(tǒng)還優(yōu)于另一種基于厭氧分解產(chǎn)生甲烷的廢水處理法，因其沒有任何不利環(huán)境的缺點，不會生成不必要的硫化氫，或可能釋放出甲烷這種溫室氣體。
現(xiàn)在該系統(tǒng)在實驗室已具有相當(dāng)龐大的規(guī)模。研究人員說，他們正在尋求一個測試地點，下一步將開展一個預(yù)備試驗。隨后的研究是找到在使用中更合適的微生物、降低材料成本和在商業(yè)規(guī)模上改進(jìn)技術(shù)功能，以進(jìn)一步降低成本。研究估計，這項新技術(shù)的基本建設(shè)成本與現(xiàn)在廣泛使用的活性污泥系統(tǒng)差不多，而當(dāng)把多余電力可銷售的因素考慮進(jìn)去后，甚至還會更便宜些。
不僅僅是廢水，幾乎任何類型的有機(jī)廢物材料都可用于生產(chǎn)電力，如草秸稈、動物糞便，還有葡萄酒、啤酒或奶制品行業(yè)的副產(chǎn)品。該方法也可以對電力有限的發(fā)展中國家貢獻(xiàn)特殊的價值，特別是一些比較困難或不太可能處理污水的偏遠(yuǎn)地區(qū)。
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