作者:崔屹等 来源:PNAS 发布时间:2013-9-23 13:07:25
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新型“微生物电池”可高效利用污水发电

图片来源:Xing Xie,Stanford Engineering

生活污水看上去不太像电池的能量来源,但一种新近问世的“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为电能,其效率已接近某些商业化的太阳能电池。
 
斯坦福大学研究人员9月16日在美国《国家科学院院刊》上报告说,这种“微生物电池”的阳极上有产电菌,阴极为氧化银固体。电池工作时,阳极上的产电菌从生活污水中摄取有机物,其分解并获得电子,这些电子通过外电路传递到阴极,从而产生电流。
 
过去十多年里有多个研究小组探索利用产电菌来制造“微生物电池”,但能量转化效率一直不如人意。斯坦福大学研究人员发明的这种“微生物电池”尽管设计简单,但能量转化效率高达30%,与一些商业化太阳能电池相当。
 
研究负责人、斯坦福大学副教授崔屹对新华社记者解释说,这种“微生物电池”效率提高,主要是因为使用了氧化银作为阴极材料。
 
用了氧化银阴极后,不会像以前的一些类似电池那样有氧扩散至阳极,导致有机物被氧化消耗而降低效率。其次,氧化银阴极还可重复使用,并且循环利用的过程不需要消耗太多能量。阴极上的氧化银得到电子后会还原为银,当氧化银都转化为银时,将阴极从电池系统中取出,又可以重新氧化为氧化银循环使用。
 
一旦这种技术得到应用,或许可以节约处理污水所需的电力。崔屹说:“处理1立方米的典型市政生活污水需要消耗约0.6千瓦时能量,而污水中以还原性有机物的形式存在的能量大约有2千瓦时。如果能有30%的能量转化效率,我们就能回收约0.6千瓦时的电能。”
 
不过氧化银造价相对较高,限制了这种“微生物电池”的大规模应用。崔屹说,他们正在利用材料科学和纳米技术开发新型廉价阴极材料,相信很快会有新的进展。(来源:新华社 林小春)
 
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