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虽然目前还没有商业产品问世,但多伦多大学的科学家戴维˙伯格雷曾估计,污水中潜在的电能价值是其处理成本的10倍。Bruce Logan教授则认为,只要能利用潜在电能的1/20,污水处理厂就可以解决污水处理成本。不过他估计,微生物燃料电池实现工业应用还需5~10年。在现阶段,突破工业应用的关键问题仍然是如何继续降低成本、提高电池性价比。
据悉,在早期的研究中,Bruce Logan所在的研究小组使用了大量昂贵的材料,如昂贵的石墨电极、聚合物以及铂等贵金属。但其最新的电池系统已经使用了更便宜并且更环保的材料。“我们现在已经可以不用任何贵金属了。”Bruce Logan教授说。
尚处于实验室阶段 但应用前景广阔
中国科学院广州能源所研究员孔晓英在接受采访时表示,微生物燃料电池目前还处于实验室研究阶段。但经过科研工作者的不懈努力,它在各个方面都取得了显着突破。
微生物燃料电池的应用范围相当广泛,塬料已由简单的葡萄糖、乙酸发展到各种废水、农业和畜牧废弃物、城市生活有机垃圾、海水河水沉积物等复杂的材料。在功能上,也由单纯的产电拓展到处理废水、辅助产氢、海水淡化、土壤修复及CO2的捕获等。“微生物燃料电池有很多不同的‘模样’,从两室到阴极和质子膜压合在一起的单室,从有膜到无膜,从电池单体到电池组,小到纽扣电池,大到大型柱状电池,无不体现了科研人员丰富的想象力及创造力。”孔老师说。
据孔老师介绍,微生物燃料电池与其他电池相比,具有燃料来源多样化、操作条件温和、无需能量输入、能量利用的高效性、生物相容性等独有特点。但是与化学燃料电池相比,微生物燃料电池的功率输出大约低4个数量级。
“虽然微生物燃料电池在电能输出方面没有竞争优势,但是在很多方面有很好的应用前景,可以发展为廉价、长效的电能系统。将废水中的有机污染物转变成电能,能为边远地区或无人的地方提供微能源,修复土壤,淡化盐水,协助产氢,它还可以成为新型的人体起搏器、生物传感器等。”孔老师说,“然而,如何集成各方面的优势技术,使微生物燃料电池得到广泛应用是亟待解决的问题。另外,利用复杂有机物产电的机制、微生物群落代谢网络等问题仍需深入研究。”
优势:将有机物“变废为宝”
英国布里斯托尔机器人实验室的研究人员克里斯˙梅尔赫什表示,从理论上来说,只需要找到合适的微生物,微生物燃料电池可由任何有机物质来驱动。
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