微生物燃料电池助废水变能源

美国加利福尼亚大学研究小组将微生物燃料电池(MFC)和光电化学电池(PEC)结合设计出了一个装置，该装置能够仅靠阳光和废水来产生氢气，这不仅是获得可再生能源的新途径，还提高了废水治理的效率。

微生物燃料电池和光化学电池相结合的混合装置

在微生物燃料电池组件中，废水中的细菌降解出有机物，产生电能；这个过程中产生的电能被传递到光电化学电池组件中，为电解水提供能源，产生氢气和氧气。

微生物燃料电池和光电化学电池都可以被单独用来产生氢气，但需要小型补充电压，这无疑将提高设备的成本及复杂性。而研究人员将微生物燃料电池和光电化学电池结合，使设备能够自给自足，无需补充任何额外能源。实际上，微生物燃料电池组件可以被看成是自给生物电池，为光电化学电池提供额外电压。整个过程中的能量来源只有废水和阳光而已。

研究人员表示，这种生产氢气的设备能同时进行废水处理和获取清洁能源，简便而高效。

微生物燃料电池中主要靠生电细菌产生电能，这种细菌能够通过从细胞膜向外界电极传输电子（代谢电子）产生电能。加利福尼亚大学的研究人员与一直致力于研究生电细菌的劳伦斯利物莫尔国家实验室的研究人员共同合作提高微生物燃料电池组件的效率。

最初的微生物燃料电池-光电化学电池混合装置的概念验证实验采用实验室中以人工培养基培养的生电细菌，之后的实验采用利物莫尔废水回收装置中未经处理的城市废水，包含大量的有机养料以及多种细菌。将微生物燃料电池-光电化学电池混合装置中注入废水并置于太阳能光滤模拟器之下，每日氢气产量为0.05立方米。同时，浑浊的黑色液体变得清澈。溶解性化学需氧量（通常用于水质量测试，来衡量水体中有机化合物含量）在48小时内下降了67%。

研究人员注意到，随着废水中细菌数量的下降，产生的氢气也随之减少，此时，就可以注入新的废水，进行新一轮循环。

研究人员认为该微生物燃料电池-光电化学电池混合装置具有广阔的市场前景，他们计划将现有的实验室设备规模扩大到40升。

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