微生物燃料電池技術可將汙水處理廠變電廠

據物理學家組織網8月13日報導，美國俄勒岡州立大學的研究人員利用微生物燃料電池的性能，可直接使汙水處理廠的廢水產生電力。從而為未來開啟了一扇大門，汙水處理廠不僅可以電力自給自足處理汙水，還可將多餘的電力出售。該研究成果發表在最新一期《能源與環境科學》期刊上。

該大學開發的新技術，是在細菌氧化有機物的過程中，使燃料電池從陽極到陰極產生電子並創建電流。新技術讓單位體積汙水產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，更是其餘方式的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汙水處理廠的方式，取代已廣泛使用將近一個世紀的「活性汙泥法」過程。

該大學生物和生態工程副教授劉宏（音譯）說：「如果這項技術以商業的規模運作，汙水處理廠將可能是一個巨大的能源生產源，而不再是一個能耗大戶。這可能會影響到世界各地，節省大量的金錢、提供更好的水處理技術和促進能源的可持續發展。」

據專家估計，在美國和其他發達國家約3%的電力用於廢水處理的能源消耗，這些電力主要來自導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，該大學的研究人員曾經展望過這項技術的前景，但當時這個系統只能產生很少的電力。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，現在該技術可以使液體反應器每立方米體積產生兩千瓦以上的電力，遠遠超過任何其他微生物燃料電池的功率密度量。

該系統還優於另一種基於厭氧分解產生甲烷的廢水處理法，因其沒有任何不利環境的缺點，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。

現在該系統在實驗室已具有相當龐大的規模。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備試驗。隨後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規模上改進技術功能，以進一步降低成本。研究估計，這項新技術的基本建設成本與現在廣泛使用的活性汙泥系統差不多，而當把多餘電力可銷售的因素考慮進去後，甚至還會更便宜些。

不僅僅是廢水，幾乎任何類型的有機廢物材料都可用於生產電力，如草秸稈、動物糞便，還有葡萄酒、啤酒或奶製品行業的副產品。該方法也可以對電力有限的發展中國家貢獻特殊的價值，特別是一些比較困難或不太可能處理汙水的偏遠地區。