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加州大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)將太陽能電池與微生物燃料電池巧妙的整合在一起，利用無盡的太陽能和廢水中的有機(jī)養(yǎng)分生產(chǎn)清潔能源－氫氣。如果這一成果應(yīng)用于廢水處理廠將使得生活廢水處理過程大幅簡化同時大量生產(chǎn)氫氣。該成果發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會頂級期刊ACS Nano上。
由加州大學(xué)圣克魯茲分校YatLi教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)與美國Livermore國家實(shí)驗(yàn)室合作，日前在利用太陽能產(chǎn)氫并凈化污水方面取得重大突破。該成果發(fā)表于美國化學(xué)學(xué)會刊物ACS Nano上。
氫氣作為清潔的新能源已應(yīng)用于航天工業(yè)，而且以吸引了汽車制造業(yè)的廣泛關(guān)注，本田、現(xiàn)代、豐田等業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者抖有計(jì)劃在2015年前推出消費(fèi)級氫動力汽車。之所以氫動力備受青睞，正式因?yàn)樗菤錃馊紵奈ㄒ划a(chǎn)物。 提取成本是非常高的，因?yàn)楣I(yè)產(chǎn)氫需要大量能源分解水，要想大規(guī)模獲取液態(tài)氫，成本是以“億美元”為計(jì)算單位的。另外，世界上氫的生產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上預(yù)計(jì)需求量，新的氫來源的開發(fā)也是生產(chǎn)鏈中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
微生物產(chǎn)氫就是其中一個發(fā)展方向。一些特殊的細(xì)菌能夠在代謝過程中產(chǎn)生電子，這些電子能夠被用來將水分子分解為氫和氧。利用這一現(xiàn)象，科學(xué)家發(fā)明了微生物燃料電池，即利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。然而就像Yat Li教授提到的，這些微生物本身的能量往往不足以開始使水分解，仍然需要大量來自外界的能量。
加州大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)將太陽能電池與微生物燃料電池巧妙的整合在一起，利用無盡的太陽能和廢水中的有機(jī)養(yǎng)分生產(chǎn)清潔能源－氫氣。這一新型裝置首先將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后將電子傳遞給廢水中的微生物使其有足夠的能量分解廢水中的有機(jī)物。其中的一些細(xì)菌在消耗有機(jī)物的同時產(chǎn)生電子，這些電子通過導(dǎo)線被傳回太陽能用以分解水－生成氫氣和氧氣。實(shí)驗(yàn)證明，廢水中三分之二的有機(jī)廢物在兩天之內(nèi)就會被分解掉。盡管凈化之后的廢水還不能直接飲用，但是如果將這一成果應(yīng)用于廢水處理廠將使得生活廢水處理過程大幅簡化，更重要的是于此同時大量生產(chǎn)氫氣這一清潔能源。
相關(guān)鏈接：Self-BiasedSolar-Microbial Device for Sustainable Hydrogen Generation.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn403082m
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本文標(biāo)題：廢水變清潔能源：新型太陽能裝置凈水產(chǎn)氫
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