废水产生的瓦特：新装置在处理污水的同时产生电力

一项新技术正在开发中，可以将未经处理的污水转化为未经处理的电力。宾夕法尼亚州立大学的科学家称，这种被称为微生物燃料电池的装置不仅可以处理废水，还可以提供一种清洁能源，有可能节省大量资金。

尽管发电量仍然相对较低，但他们表示，这项技术正在迅速改进，最终可以用于运行一个小型废水处理厂，这对发展中国家尤其有吸引力。它还可以用来处理来自动物养殖场、食品加工厂甚至载人航天任务的废物。

该报告发表在11月1日的环境科学与技术，是世界上最大的科学学会美国化学学会的同行评议期刊。

与氢燃料电池的设计相似，微生物燃料电池捕获细菌在消化有机物时自然释放的电子，然后将电子转化为电流。

宾夕法尼亚州立大学环境工程师、论文合著者布鲁斯·洛根博士说：“我们每平方米产生的电能高达72瓦，是今年早些时候在ES&T上报道的更大设备产生的电能的2.8倍。”。虽然功率仍然相对较小，但研究人员已经使用这些类型的设备来运行一个小风扇。

这项技术正在迅速发展。自从提交这篇论文以来，洛根和他的同事们对微生物燃料电池装置进行了调整，使其每平方米发电量达到350瓦。“两年前我们只有0.1……现在我们进入了100年代，”他说。“我们希望在500-1000之间。我们正在寻找另一个数量级的增长。”

洛根并不打算将他的微生物燃料电池用于与氢燃料电池相同的应用领域，如汽车或房屋。他说：“我们看到在任何有机物浓度高的地方都可以使用它。”。

最明显的应用是在废水处理厂，它们在处理水时基本上可以自行发电。洛根建议，这种技术在发展中国家特别有用，因为它将产生净电量，除了处理废水外，还提供了保持处理厂运行的理由。“即使它只是为一个手机发射塔供电，这也足以让它继续运行，”他说。

多伦多大学的科学家David Bagley计算了废水中的能量几乎是处理它的成本的10倍。洛根说：“如果我们能实现这一能力的二十分之一，我们就可以实现收支平衡。”。“我们相信我们将能够做得更多。”

洛根说：“在我们的系统中，两个电极由质子交换膜（PEM）隔开，就像在传统的氢燃料电池中一样。”。“它打开了利用现有氢气烟囱技术和水中细菌的大门。”

目前，科学家们还不能确切地将氢燃料电池从架子上拉下来并用它来处理废水，但设计原理非常相似。废水在电池的一侧流动，空气在另一侧流动，不断发电，同时也去除水中的有机物。

洛根说，该设备还可用于处理食品加工行业和农场的废物，尤其是猪场，因为猪场在成本和气味方面存在巨大问题。美国宇航局的科学家甚至正在开发一种类似的技术，用于载人航天任务，将宇航员的废物转化为额外的能量。

洛根计划建造一个更大版本的微生物燃料电池用于演示；他希望在大约六个月内完成设计。