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[信息] 废水制成微生物燃料电池

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发表于 2011-7-6 15:07:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
在微生物燃料电池中,会自然产生微生物氧化废水,阳极和阴极的放置在水中,隔开一定距离,形成电路,电子就来自这种氧化,

以色列有一家公司名为伊麦夫西(Emefcy),开发了一种工艺,有望降低废水处理的能源消耗。本周,能源科技风险投资公司(Energy Technology Ventures)这家属于通用电气、NRG能源公司(NRG Energy)和康菲投资公司(ConocoPhillips)的合资企业,投资伊麦夫西公司,标志着这家风投公司有史以来第一次投资非美国公司。

生物反应器的构成管道直径1.7米,高四米。在管道内部,水和空气错开流动,相互之间用膜分离
来源:伊麦夫西公司
传统的污水处理消耗2%的全球功率容量,大约是8万兆瓦,成本为每年400亿美元。
使用传统的微生物燃料电池(microbial fuel-cell)技术和自己的专有工程,伊麦夫西公司利用废水能源,生产足够电力,驱动整个处理过程。特别是在处理富含碳的工业废水时,该公司表示,这一工艺会产生多余的电力,可以回输到电网,作为一种利润。
在微生物燃料电池中,会自然产生微生物氧化废水(microorganisms oxidize wastewater)。阳极和阴极放置在水中,要有一个关键距离隔开,从而形成一个电气电路,电子的获取就来自这种氧化。
伊利•科恩(Ely Cohen)是伊麦夫西公司营销副总裁,他说,公司的这项工艺减少污水处理总成本30%到40%,因为不需要购买能源,同时,减少污泥量高达80%,这些污泥,卡车随后必须运走。
传统的废水处理需要迫使空气通过水中,给它充气。对于微生物细胞的活性而言,这也是重要的。伊麦夫西公司可以使更多的废水暴露在空气中,但不需要能源密集型的工艺,就是抽水通过空气。相反,废水流过一个“生物反应器”( biogenic reactor),这一反应器的构成管道直径1.7米,高四米。在管道内部,水和空气错开流动,相互之间用膜分离。
“这种反应器分为两个区域,”伊麦夫西公司首席执行官伊坦•李维(Eytan Levy)说。“一个区域有大量废水,但没有空气,另一个区域有空气,但无废水。这两个区域的分隔采用膜式壁,两个区域都连接到导电表面,在这个表面上有细菌生长。”
电子产生于细菌,流向空气中的氧,所经过的纳米线是由自然产生的毛发状突起构成,这种突起见于微生物表面。“在这种反应器环境中,细菌发育,能够转换这些菌毛(pili),使它们可以导电,它的行为就像一个金属丝,”李维说。
所用电极是由涂层塑料制成,这使得它们更便宜,也更易于维护。
每个竖管每天可以处理10立方米污水,并具有15年的规划使用寿命。这些竖管可以添加到模块化的基础上,这就不需要大量投资前期基础设施。伊麦夫西公司希望这个月开始工业生产,首次销售定在2012年初。
伊塔马尔•维尔纳(Itamar Willner)是希伯来大学(Hebrew University)化学研究所(Institute of Chemistry)教授,最近写了一篇评论,谈论燃料电池技术,发表在杂志《燃料电池》(Fuel Cells)上,他说,使用微生物燃料电池净化废水,仍然是“一个挑战”。
“在演示系统和升级至数千吨污水之间,存在巨大差异,在人为污染水进行实验室测试和真实世界之间,也有差异,在那里你有不同的废物和不同的材料,”维尔纳说。
利塔尔•阿尔夫塔(Lital Alfonta)是本•古里安大学(Ben-Gurion University)生物工程系助理教授,他开发了基因工程微生物燃料电池,他说,人们越来越兴奋的,是一些国际会议讨论伊麦夫西公司取得的进展。
“他们用非常便宜的材料,仍然能够带来尽可能高的输出功率,”阿尔夫塔说。“他们还极大地改进了工艺,通过堆叠电极,带来更高的表面积。”
但是,阿尔夫塔说,微生物所产生的80%的能量都在过程中失去了,因为电子从未到达电极。她正在研究,微生物是否可以进行基因设计,以改善电子传递效率,在微生物和燃料电池电极之间传递。
目前,伊麦夫西公司将会满意,如果它的竖管被证明是碳中性的,就会有少量盈余来自工业废水处理。
“如果你是一个组织,正在寻找可再生能源,不要来找我们,”科恩说。“去找风能,去找太阳能,如果你有污水问题,就来找我们,我们将找到一种方法,非常符合成本效益,在一定程度上,甚至可以是一个积极的能源解决方案。”

本文为美国Technology Review授权文章,未经书面许可,严禁转载使用。
发表于 2016-10-4 21:23:13 | 显示全部楼层
it`s the good
发表于 2017-3-19 13:32:22 | 显示全部楼层
真是好东西
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