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城会玩,科学家们用尿液来发电

来源:化学加      2016-05-05
导读:在温室气体排放问题日益严重的今天,任何一种环保能源的出现的确都能让人们兴奋不已。来自英国巴斯大学的研究人员开发出一种微生物燃料电池,可以从尿液中转化出电能。人类似乎又得到了一种新的低成本、可持续且环保的能源。

所谓的微生物燃料电池,是指利用某些特殊的细菌的特殊代谢过程,将有机物能量直接转化为电能。本来这在学术上算不上最新的研究成果。只不过这一次,研究人员稍稍开了一个脑洞,将有机物源变成了尿液。毕竟,这也是一种取之不尽用之不竭的可再生资源。并且,只是味道大了点,并不产生有害物质。

在这种装置中,尿液流经电池室,在某种细菌的作用下产生电流,研究者成功地将这些电能进行存储或直接驱动电设备。并且,这种设备的成本也非常接地气,每个仅仅只有1至2英镑。它比以往的类似发明成本更低、效率高更。

这项技术的发明者是巴斯大学的Mirella Di Lorenzo领导的研究组。装置大小仅仅只有一英寸见方,使用一种碳材料催化剂。催化剂得自于葡萄糖与卵清蛋白,从这个角度看,其催化剂也是基于可再生物质。与传统的含有银、铂等重金属材料催化剂相比,优势明显。

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(该项研究中使用的微生物燃料电池)

研究者致力于将输出电功率进一步提高。通过优化电极尺寸并采用多室串联,研究者将输出功率提高了至少十倍。现在,单个该种电池可以在每立方米产生2W的电量,足够驱动一部手机,与现有的其他成熟清洁能源(如氢能、太阳能)相比虽然还有一定的差距,但是该技术成本超低、变废为宝,让人看到了十足的潜力。并且,只要这个星球还有人类在,其能量来源就不会枯竭。当然,这项技术还有非常大的优化空间,我们有理由相信,未来的能量转换效率还会更高。

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(本课题的主要研究人员)

Mirella Di Lorenzo——这位来自巴斯大学化学工程系的研究员,对自己的研究成果颇为自豪:“我们从废物中提取电能,这是发电界的革命。”研究论文的第一作者Jon Chouler说,这项技术对于发展中国家的落后与偏远地区的意义尤其重大。下一步,我们拭目以待,看看这是否能掀起一场人类“卫生间的革命”。

参考文献:

Chouler, J.; Padgett, G. A.; Cameron, P. J.; Preuss, K.; Titirici, M.-M.; Ieropoulos, I.; Di Lorenzo, M., Towards effective small scale microbial fuel cells for energy generation from urine. Electrochimica Acta 2016, 192, 89-98.

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