污水處理為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對(duì)其進(jìn)行凈化的過(guò)程。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，也越來(lái)越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。
不管是城市生活還是鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活都會(huì)涉及到生活污水等方面，傳統(tǒng)的污水處理，普遍是采用污水處理廠進(jìn)行全面凈化工作，從而達(dá)到再利用的目的。目前，一項(xiàng)新技術(shù)的研發(fā)，對(duì)于污水再利用提供了新的舉措。
生活污水看上去不太像電池的能量來(lái)源，但一種新近問(wèn)世的“微生物電池”可以將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為電能，其效率已接近某些商業(yè)化的太陽(yáng)能電池。
斯坦福大學(xué)研究人員9月16日在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上報(bào)告說(shuō)，這種“微生物電池”的陽(yáng)極上有產(chǎn)電菌，陰極為氧化銀固體。電池工作時(shí)，陽(yáng)極上的產(chǎn)電菌從生活污水中攝取有機(jī)物，其分解并獲得電子，這些電子通過(guò)外電路傳遞到陰極，從而產(chǎn)生電流。
過(guò)去十多年里有多個(gè)研究小組探索利用產(chǎn)電菌來(lái)制造“微生物電池”，但能量轉(zhuǎn)化效率一直不如人意。斯坦福大學(xué)研究人員發(fā)明的這種“微生物電池”盡管設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)30%，與一些商業(yè)化太陽(yáng)能電池相當(dāng)。
研究負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)副教授崔屹解釋說(shuō)，這種“微生物電池”效率提高，主要是因?yàn)槭褂昧搜趸y作為陰極材料。
用了氧化銀陰極后，不會(huì)像以前的一些類似電池那樣有氧擴(kuò)散至陽(yáng)極，導(dǎo)致有機(jī)物被氧化消耗而降低效率。其次，氧化銀陰極還可重復(fù)使用，并且循環(huán)利用的過(guò)程不需要消耗太多能量。陰極上的氧化銀得到電子后會(huì)還原為銀，當(dāng)氧化銀都轉(zhuǎn)化為銀時(shí)，將陰極從電池系統(tǒng)中取出，又可以重新氧化為氧化銀循環(huán)使用。
一旦這種技術(shù)得到應(yīng)用，或許可以節(jié)約處理污水所需的電力。崔屹說(shuō)：“處理1立方米的典型市政生活污水需要消耗約0.6千瓦時(shí)能量，而污水中以還原性有機(jī)物的形式存在的能量大約有2千瓦時(shí)。如果能有30%的能量轉(zhuǎn)化效率，我們就能回收約0.6千瓦時(shí)的電能。”
不過(guò)氧化銀造價(jià)相對(duì)較高，限制了這種“微生物電池”的大規(guī)模應(yīng)用。崔屹說(shuō)，他們正在利用材料科學(xué)和納米技術(shù)開(kāi)發(fā)新型廉價(jià)陰極材料，相信很快會(huì)有新的進(jìn)展。
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