污水发电技术将走出实验室

美国俄勒冈州立大学副教授Hong Liu开发出一种污水发电技术。
图片来源：oregonstate.edu
近日，美国俄勒冈州立大学的工程师们在改善微生物燃料电池性能方面取得突破。他们研制出一种可以直接利用污水来发电的新型微生物燃料电池，这或许会使今后的污水处理厂在用电方面不但可自给自足，甚至还能够向外供电。
相比传统微生物燃料电池，这种新型电池的发电效率可高出10～100倍。研究者表示，这项既可以处理污水又可以发电的技术将彻底改变全球污水处理业，替代目前已经使用了近一个世纪的活性污泥处理法。在美国国家科学基金会资助下，相关成果日前发表于专业期刊《能源与环境科学》。
“如果这项技术能够商业化，污水处理厂将从耗电大户变成发电大户。”俄勒冈州立大学生物与生态工程系副教授Hong Liu说：“它将产生世界性的影响，节省大量资金，并促进能源的可持续利用。”
据专家估计，在欧美等发达国家，每年有约3%的电力用于污水处理，这不但消耗了大量化石燃料，还导致了温室气体的排放。但这项新技术如果发挥到最大潜力，理论上将提供数倍于目前污水处理厂所消耗的电能，且不排放任何温室气体。
实际上，科学家几十年前就已经发现某些微生物具有发电的能力，而该校研究人员几年前已经开发出了此项技术的原型，但当时的技术并不能产生足够的电力。
通过不断加以改进，如缩小正负极的间距，培养更有效的微生物以及采用一种新型分离材料，目前的技术可以从每立方米的污水中生产出2千瓦的电能，其效率远超现有微生物电池。
同时，相对于另一种利用污水来发电的方法沼气发电法，此项技术不仅效率更高，而且不会产生硫化氢、甲烷等有害或温室气体。
目前，该技术已经在实验室得到充分验证，Hong Liu表示，下一步将寻找合适的实际测试对象。“我们初步打算与一家食品加工厂进行合作，该厂可以稳定排放一种污染物与比例相对固定的废水。” Hong Liu说。
另据该校研究人员介绍，未来的研究将集中在寻找发电效率更高的微生物、减少相关材料成本等方面。
一旦上述研究完成，研究者预计，使用新技术的成本将会与传统污水处理厂的处理成本相差无几，而如果将其今后发电所带来的效益计算在内，采用新技术甚至成本更低。（金兑）