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用尿液生成电能的微生物燃料电池的概念已经有些年头了,这是一种新兴的替代化石能源的生物技术解决方案。
如今,科学家们又向前迈进了一大步。他们发现,人不但可以利用尿液来为手机充电或者点亮灯光,还能够利用尿液杀死污水中的病原体。这使得该技术在发展中国家的应用更加具有吸引力。
西英格兰大学的一个研究团队已经证明,一种小便池安装利用尿液为燃料电池来生成足够的电能可以为室内照明。
牛津饥荒救济委员会(Oxford Committee for Famine Relief,Oxfam)于2015年进行了这项试验,结果表明了这种技术应用于灾区或者难民营的潜力,这些地方的能源供应通常短缺,而且在夜间缺少室外照明设施,使得人们更容易遭受攻击。
2015年启动的小便池项目
尿液不仅能用来发电,如今发现它还能杀灭污水中的病原体,具备更有力的应用潜力。
这项技术依赖于微生物燃料电池(MFC)。MFC中,微生物以有机材料为食(比如尿液),促进自身生长的同时产生少量电能。
研究负责人Ioannis Ieropoulos在2015年说:“MFC实际上是一个系统,它将部分用于微生物生长的生物化学能直接转换为电能,我们将其称为‘urine-tricity’(urine和electricity)”
图像来源:论文
研究表明,MFC似乎还具有某些杀菌能力,这可能是由于在生成电能的过程中生成了过氧化氢。这种消毒作用产生于燃料电池系统的后期,所以它不会杀死为MFC产生电能的微生物。
MFC的这种杀菌能力给了西英格兰大学研究团队启示,他们系统地测试了MFC净化污水的方式。在实验中,他们选取了最典型的胃肠道病原体——沙门氏菌。
研究人员写道:“我们向利用人类尿液的MFC级联系统中引入了这种细菌,确定了在连续电流情况下电池正极的杀菌能力。”
在净化过程的最后,他们检测了流出物中的病原体数量,并发现所期待的结果:沙门氏菌的数量大大减少。
Ieropoulos说:“我们对这个结果非常兴奋,它表明我们能够利用这种稳定的生物系统处理污水、生成电能,以及防止有害菌进入到污水网,达到传统的卫生环境要求”
研究人员之一,微生物学家John Greenman说:“我们大量地减少了病原体的数量,但是无法将它们的数量降低至零,我们将会继续研究是否能够将它们完全消灭。”
该项目由比尔与美琳达·盖茨基金会资助,为了引起人们对该项目的注意,研究团队将该技术集成到一种便携式尿壶上,它将在英国今年的格拉斯顿伯里音乐节上亮相。
由这些尿壶生成的电能将被用于为信息显示器供电,预计每天能处理超过1000升尿液,生成的电能可以为10个信息显示器供电。
Ieropoulos说:“在音乐节上亮相是为了展示‘尿供电’和MFC技术广阔的应用领域。”
该研究已发表在《PLOS ONE》上,点击左下角阅读原文。
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