日本微生物燃料电池技术 氢转化率将提高10倍

“微生物燃料电池(MFC)”是一项利用微生物发电制造氢的技术。东京医科大学研究小组日前正在进行一项研发,该技术可将氢转化率提高10倍。微生物燃料电池将首先运用在污水处理设备上,预计2030年将实现利用触手可及的身边环境即可轻松获取氢资源。通过微生物反应转化来的氢,用于汽车燃料的未来迟早会到来。

附着在电极上的发电微生物(东京药科大学渡边一哉教授提供)

微生物燃料电池利用一种“电流转化菌”,它在水中等没有氧的环境下分解有机物时可产生电子。将负极金属板放进污水或污泥时,里面的生物就会分解有机物产生电子和氢离子,从金属板上回收电子时就会向正极方向传送发电。氢离子与从正极方向流出的电子、氧气发生反应生成水。制造氢气的机制几乎是相同的。微生物燃料电池的一面电极首先会产生氢离子和电子。施加电能后,在另一面电极氢离子和电子结合形成氢气。

灵活利用身边的环境即可制造出氢,可大幅降低成本。例如,田间土壤里的微生物可以分解有机物。生活垃圾等废弃物也可转化出氢。这方面,最接近实用化的莫过于污水处理厂。虽然效率尚不及现有的燃料电池,但兼具了污水净化和发电两项特点。目前,日本污水处理厂的年耗电量占电力使用量的0.7%。东京药科大学的渡边一哉教授:“用微生物燃料电池供电的话,可将耗电量控制在现状的20%左右”。

在微生物燃料电池研究领域,以往美国长期引领世界。但从2010年起中国在这一领域的研究逐渐突出。渡边教授表示“相关论文30%以上出自中国。”据悉目前微生物燃料电池的发电量仅为氢燃料电池的百分之一。微生物燃料电池的电极越大,微生物越多,发电量越大。但因电极成本高,所以落地有难度。未来要实现微生物燃料电池的普及,该领域的共同课题是提高发电效率、削减成本。

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注:图片来自YAHOO JP

参考日本报道原文:http://kks.me/bpd5T