浙商大兩男生突破微生物燃料電池應用瓶頸 實現用生活汙水發電

2020-11-24 中國教育在線

　　中國教育在線浙江站訊 （記者 陳顯婷 通訊員 房敏婕）千家萬戶每天產生的生活汙水，除了淨化再利用，還能變成什麼？日前，在北京舉行的第十五屆世界厭氧消化大會上，來自浙江工商大學本科生應賢斌就首次發現的陽極電勢與電子供體對產電微生物群落結構的調控機制進行了科技成果匯報。這意味著，未來用生活汙水發電不是夢，微生物燃料電池應用又向前邁進了一大步。

　　面對全世界75個國家千名學者匯報

　　第十五屆世界厭氧大會的主題是「towards AMoreSustainableWorld」即「走向可持續發展」。參會的重量級嘉賓錢易院士認為，中國面臨資源短缺、環境問題和生態破壞三大挑戰，厭氧技術是實現生態文明建設的一項關鍵技術，厭氧消化處理生物質垃圾，不僅可以減少汙染，還可以生產可再生能源。

應賢斌在大會上用英文匯報研究成果

　　「我們所做的研究領域涉及水處理方向，具體是微生物燃料電池領域。其原理是通過產電微生物降解汙水中的有機汙染物，並將汙染物中的化學能轉為電能（產電）。微生物、電解液以及電極材料是制約微生物燃料電池性能和工程化應用的關鍵因素，而我們做的研究主要是解決人為調控微生物群落結構的難題，同時對電極材料、溶液電導性作了優化，讓微生物燃料電池的工程化應用又進了一大步。」

　　面對來自世界75個國家的1100名專家,其中有國內外院士13名，應賢斌代表研究團隊，以15分鐘的英文演講，向世界展示了浙江工商大學帶來的這一研究成果，受到了業界矚目。

　　用汙染物發電，把理論推向應用

　　據介紹，微生物燃料電池是一項在降解汙染物同時進行產電的技術，微生物燃料電池，簡稱MFC，是十幾年前新興的一項能夠同時實現汙染物降解與產電的技術，主要是由美國Bruce Logan、Bruce Rittmann院士等研究發展推廣。

　　微生物發電，儘管有大量理論支撐，然而之前的微生物燃料電池（由電極和微生物組成）難以工程化應用，原因在於，適應於工程化應用的金屬電極難以附著微生物，並且產電微生物的種類不易調控。

顧源與應賢斌

　　「我們所在的課題組（浙江省固體廢物處理與資源化重點實驗室）在電化學以及生物電化學降解方向具有多年的研究經驗，由浙商大環境科學與工程學院的『大咖』導師沈東升、馮華軍教授指導，在閱讀大量文獻和著作的過程中，我們找到了研究的突破口和靈感。」記者獲悉，這個團隊為全國百強科技團隊之一的浙江工商大學環境學院「小平科技團隊」裡的衛星團隊，導師均為教授級別，而這個突破口，是在數千次的實驗中，應賢斌和顧源發現改變餵養微生物的「食物」種類能讓原本起不到絲毫作用的電勢發揮了調控微生物群落結構的能力，於是團隊緊追不捨，終於功夫不負有心人。

　　兩個95後科研學霸是被「烤」出來的

　　浙江省固體廢物處理與資源化重點實驗室在浙江工商大學教工路校區，實驗需要從下沙校區到教工路校區去做，他們常常奔波於兩個校區之間。由於這項實驗需要恆溫，因此即使在炎熱的夏日，應賢斌、顧源也必須在開著熱空調的實驗室裡一呆就是一個暑假，晚上常在老師辦公室裡搭床鋪度過。因此團隊笑稱「實驗室學霸是烤出來的」。

　　他們以第一作者身份在國際頂級期刊上發表論文四篇，另外授權國家發明專利1項，兩人有一項國家級創新項目（其中一位為負責人）。然而，學霸的生活不只是科研——應賢斌來自浙江舟山，顧源來自浙江杭州，兩人都是95後，同班。兩人都對生物充滿著興趣，喜歡養小動物，就好像現在實驗室裡耐心地培養微生物。

顧源（前 ）與應賢斌在實驗室

　　應賢斌的偶像是被譽為微生物燃料電池之父的Bruce Logan。他還是一個運動健將，連續兩屆獲得校運會男子跳遠第一名，也曾是院籃球隊的一員；顧源的偶像是各個行業值得學習的人，他愛好足球。

　　他倆不僅是實驗室裡的好搭檔，也是電競遊戲裡的好隊友。兩人在2015年參加挑戰杯時進入一個團隊，之後便一直是搭檔。「這個技術是國際上近十幾年流行研究的新技術，我們為這個技術能夠更有發展前途做了些研究，算是站在巨人的肩膀上。」

　　兩人的導師、浙商大環境與工程學院院長沈東升說，微生物燃料電池在未來很可能成為一項實用技術，利用該技術不僅有望解決目前城市汙水處理成本高、能耗大的問題，甚至還有可能在解決千家萬戶汙水排放同時提供電能的應用裝置，以清潔電能的形式回用於人類社會。

　　新聞連結----

　　浙江工商大學環境學院「小平科技團隊」為全國百強科技團隊。近日，在浙江省固體廢物處理與資源化實驗室馮華軍、沈東升教授的指導下，「小平科技團隊」中的兩位本科生應賢斌、顧源在微生物燃料電池領域捷報疊傳，一個月內以第一作者在《Chemical Engineering Journal》（TOP/SCI, IF 6.22）、《Applied Microbiology and Biotechnology》（TOP/SCI, IF 3.42）、《Journal of Power Sources》（TOP/SCI, IF 6.39）、《Ionics》(SCI, IF 2.06)等國際能源領域的頂級期刊上發表系列論文4篇，創浙商大本科生團隊第一作者身份發表TOP/SCI期刊的最高紀錄。上述成果得到了同行專家認可，受邀參加2017年10月18日第十五屆世界厭氧消化大會(15th IWA world Conference on Anaerobic Digestion)並做會議報告，成為浙商大本科生在國際會議上匯報成果的首例。此外，他們還申請了5項國家發明專利，目前已授權2項專利。

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