新型“微生物電池”可提高污水發電效率 正在利用材料科學和納米技術開發新型廉價陰極材料

斯坦福大學研究人員16日在美國《國家科學院學報》上報告說，這種“微生物電池”的陽極上有產電菌，陰極為氧化銀固體。電池工作時，陽極上的產電菌從生活污水中攝取有機物，其分解并獲得電子，這些電子通過外電路傳遞到陰極，從而產生電流。

過去十多年里有多個研究小組探索利用產電菌來制造“微生物電池”，但能量轉化效率一直不如人意。斯坦福大學研究人員發明的這種“微生物電池”盡管設計簡單，但能量轉化效率高達３０％，與一些商業化太陽能電池相當。

研究負責人、斯坦福大學副教授崔屹對新華社記者解釋說，這種“微生物電池”效率提高，主要是因為使用了氧化銀作為陰極材料。

用了氧化銀陰極后，不會像以前的一些類似電池那樣有氧擴散至陽極，導致有機物被氧化消耗而降低效率。其次，氧化銀陰極還可重復使用，并且循環利用的過程不需要消耗太多能量。陰極上的氧化銀得到電子后會還原為銀，當氧化銀都轉化為銀時，將陰極從電池系統中取出，又可以重新氧化為氧化銀循環使用。

一旦這種技術得到應用，或許可以節約處理污水所需的電力。崔屹說：“處理１立方米的典型市政生活污水需要消耗約0.6千瓦時能量，而污水中以還原性有機物的形式存在的能量大約有２千瓦時。如果能有30%的能量轉化效率，我們就能回收約0.6千瓦時的電能。”

不過氧化銀造價相對較高，限制了這種“微生物電池”的大規模應用。崔屹說，他們正在利用材料科學和納米技術開發新型廉價陰極材料，相信很快會有新的進展。