凈化廢水又可發電 微生物逆向電池在美問世

      環境的破壞導致全球氣候變暖，南北極天空中的臭氧層也遭受厄運。而在飲用水方面，不少地區仍然因干旱和無水喝而導致數以萬計的人死亡，絕非聳人聽聞，非洲大陸的確有過這樣可怕的一幕。所以節約水資源是我們必須面臨的迫在眉睫的問題，不過最近美國科學家開發出了微生物逆向電池，既可以發電，又可以凈化廢水，這對能源環保有著積極的作用。 
      美國科學家用兩種可再生資源技術開發出一種叫做微生物逆向電滲析電池（MRC）的新技術。布魯斯•羅根作為賓夕法尼亞州立大學氫能中心和工程能源與環境研究所主任參與了此項研究，并擔任了領導。他說，生活廢水以及其他商品生產產生的廢水，其蘊含的能量甚至可以維持整個美國水里基礎設施的運行。
      羅根說微生物燃料電池（MFC）是他們使用的最新技術，其優勢是可以將廢水中的化學能轉化為可使用的電能并凈水。MFC使用微生物群來分解和氧化有機物，此過程會釋放出向陽極移動的電子。與此同時，水中的氫離子會通過質子交換膜并進入獨立的陰極區。電子通過一個電路從陽極被吸引到陰極，從而產生電流。氫離子也與周圍的氧相結合，形成清潔的水。
      在研究的過程中，羅根團隊為了獲得更高的能量密度，使用了一種叫“逆向電滲析”（RED，使用清潔水和海水之間的鹽度梯度來發電）的技術。使用RED技術時，兩種不同來源的水被泵壓通過一對膜，這對膜與帶相反電荷的電極相連，會讓正負電荷分別朝不同的方向行進，當離子朝它們各自的電極移動時，就會產生電流。但這一方法需要使用很多膜，因此成本很高。
      他們利用以上兩種技術各自的優勢，研發出新系統并命名為“微生物逆向電滲析電池”。羅根表示，最新的方法不僅可以讓我們獲得更多的能量，也讓我們能更快更好地凈化廢水。但新系統肯定也會存在一定的缺陷，比如一些氮氣會從RED堆進入MFC的陽極室內，這會對碳酸氫銨的供應產生很大的消耗等。同時廢水中的污物也可能堆積在膜上并且會堵塞RED堆。