美工程师设计微生物电池 利用污水高效发电
摘要:美国斯坦福大年夜学的工程师设计出一种从污水中“提取”暗藏电能的新型编制,即便用天然界存在的“产电菌”设计的一种微生物电池,可以或许在消化分化污水中动植物废料时,充当小型的高效发电厂。
研究人员估计,这类微生物电池可以提取约30%在废水中的暗藏能源,与市道发卖最好的太阳能电池的光电转换率大年夜致不异。希看将来可将其用于污水措置厂,或在湖泊、沿海水域的“灭亡区”分化有机污染物,如耗损氧气水安然安静令海洋生物梗塞的化肥残留和其他有机废料。
该大年夜学土木与环境工程学系柯瑞多传授介绍,“在尝试室里,该微生物电池的原型犹如D型电池般大年夜小,带有一正一负两个电极。将其没进一瓶阴晦的废水当中,‘产电菌’附着在负电极犹如黏在船体上的藤壶,对水中有机废料颗粒‘大年夜快朵颐’,所发出的电子被电池正极捕获。研究人员称其在捕捞电子。”
在过往的十几年来,几个研究小组测验测验了各类编制利用这类不服常类型的细菌发电,但尝试证实,其能源效力另有待进步。而新型微生物电池设计成可使这些产电菌简单工作,并且高效发电。
经由过程电子显微镜可见,在电池的负极,“产电菌”将其乳白色卷须粘住碳丝,作为有效电导体。当这些微生物摄取有机物后转换成生物燃料,它们多余的电子勾当到碳丝和穿过正电极,而电极是由可吸引电子的材料氧化银构成。在正电极存储多余电子的过程中,一天摆布可满荷电子,而流进正极节点的电子逐步使氧化银削减构成银,最大年夜程度大将其还原为银,然后将银从电池中掏出,又可从头构成氧化银轮回利用。
研究人员称,微生物电池是值得尽力开辟的,因为它可以弥补一些此刻用于措置废水的电力。而今朝在发财国度废水措置耗电占总用电负荷的3%摆布。研究人员说,将来最大年夜的挑战将是找到一种便宜而高效的正极节点材料。此刻所揭示的是采取氧化银的道理,但银太贵不合适大年夜范围利用。当然寻觅更加合用的材料正在进行中,但寻觅替代者尚需一段时候。