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美国科学家利用微生物燃料电池生产氢气,同时还能清洁废水文章来源:中国科技信息网 | 发布日期:2005-04-26 | 作者:未知 | 点击次数:
据Eurekalert网4月22日消息,最近,来自美国宾州的环境工程师们利用新型的微生物燃料电池(microbial fuel cell)研制出了一种直接通过微生物制造氢气的方法,而且数量是传统发酵途径制氢的四倍。 微生物燃料电池的发明者环境工程学教授Logan博士说:“我们的新方法并不局限于仅用碳水化合物生物质来生产氢气,而是可以通过任何生物能分解、溶解的有机物(如,农业或工业废水),同时还清洁了废水。由于没有充足的多余生物质来供应全球氢能经济,因此这种可再生能源的生产形式不仅弥补了废水处理的大量成本,也促进了氢气在美国能源来源中的地位。” 研究人员指出,目前用细菌发酵制氢的方法受到“发酵屏障”的限制。如果没有任何推动力,碳水化合物只能转化为一定数目的氢气,伴随产生如乙酸、丁酸之类的发酵终端产物。但如果给予细菌一定量的电流(约0.25伏特),则可以跳过“发酵屏障”,且将乙酸、丁酸转化为二氧化碳和氢气。 Logan指出:“我们使用同样的微生物燃料电池来清洁废水、生产电能。但为了生产氢气,我们将氧气排除在微生物燃料电池外,并在系统中加入了一定量的动力。” 在微生物燃料电池中,在细菌腐蚀生物质时将电子传递到阳极。同时,细菌释放质子,氢原子上的电子进入溶液。阳极的电子通过电线移往阴极,然后在电气化学帮助下电子与质子相结合产生氢气。0.25伏特左右的电压应用于电路中,将电源的正极与微生物燃料电池的阳极相连,电源负极与阴极相连。 研究人员将他们的制氢微生物燃料电池称为“生物电气化学微生物反应堆” (BEAMR)。BEAMR不仅生产氢气,还能清洁废水。所使用的电压仅为电解制氢的十分之一。这项新研究首次证明了,从可更新来源中捕获氢气是具有巨大潜力的。
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