从废水中获得可再生能源-伟博体育

时间:2015-03-02     来源:新材料在线
巴塞罗那自治大学的研究人员设计了一种有效的方式从污水处理中得到电能和氢气。采取的处理系统使用了一种可以分解有机物生成氢气的细菌,氢气是未来很有潜质的能源。这一结果指明了这项技术产业化的方向。这一成果发表在 water research上。

    一般情况下,用现今方法处理过的污水可以达到不对江海造成任何环境破坏的程度。但是这些方法通常都是高耗能的,集中体现在曝气和抽水过程中,而处理剩余淤泥所需的经济成本更高。

    污水中的有机物蕴含极高的能量。为了利用这种能量,世界各地的研究人员都在研究怎么以氢气的形式将这种能量释放出来,并同时有效的处理掉污水中的有机物。这样一来,不仅可以减少污水处理过程消耗的能量,还能将释放的氢气作为清洁能源。说到这,恐怕你也猜到了,实现这一过程的关键就是微生物电解电池(mec)。我们需要的是一种非常特殊的细菌,叫做生电质子(exoelectrogenic)细菌,它能催化氧化有机物,产生电流生成氢气。这种细菌仅仅需要加上一点电压,比电解水需要的电压小多了,而且还能生成氢气这种清洁能源。

    巴塞罗那自治大学化工系生物电化学实验室的研究人员提高了这种细菌的能量转化效率。实验结果显示很成功,这一系统的规模化应用前景很好。由albert guisasola和antonio baeza教授领衔的科学家团队在实验中使用的是真正的污水,而不是大部分类似实验采用的微生物可降解的人造水,该实验表明这种细菌能催化生成氢气,并利用了残余物中大部分的能量。为了实现上述效果,研究人员选取了一系列能将复杂基底例如甲醇,污水,淀粉和丙三醇分解成更简单的有机物,也就是exoelectrogens细菌可以降解的有机物。

    实验结果表明处理污水能得到的氢气和能量很让人满意。从长期来看,微生物电解电池处理乳品厂废水能得到很高的电流强度(每立方米150安培),氢气产率也不错(每天每立方米能产0.94立方米氢气),并且在阴极能回收的电子百分比也很高(91%);实现这些所需要的仅仅是0.8v的外加电压。从这一成果来看,这项技术已经具有了工业化,规模化的基础,以后的污水处理系统就能产生大量氢气了。

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