2024年11月29日 星期五
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萨省大学硕士开发微生物燃料电池

2019/10/15 12:34:372019

fuelcellsworks网站报道:萨斯喀彻温大学的硕士研究生Jonathan Godwin正致力于研究改进一种新型的绿色能源——利用普通微生物发电的燃料电池,在化学工程专业教授Richard Evitts的指导下,Godwin希望对该技术加以改进。

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微生物燃料电池是一种诱人的绿色能源方案,只需把电路,微生物(如酵母菌),养料以及一些化学物质组合在一起,便可以作为电源使用。该电源系统十分灵活,可以使用从果冻到垃圾的任何有机物质作为养料。

由于生物过程进行中同时伴随着电子的传导(如微生物在消化养料时需要消耗能量), 因此都有产生电能的潜力。通常把化学介质混入养料与微生物的混合物中,以此将电能引入电路。但是化学介质成本较高,而且可能会产生有毒的反应副产物,因此Godwin正在研究无需混合有毒介质的燃料电池,其试图将化学介质涂覆在电极表面,这样可以更直接的收集电流。

燃料电池中,酵母菌在化学介质涂覆的电极上生长,在此过程中酵母菌消化糖类产生乙醇,而电流作为副产物被收集。这种方法下化学介质不会产生有毒副产物。

之前的研究者们通过镀层电极收集微生物产生的电流,相同的原理可以应用在各种微生物发电系统中。例如酵母菌可以同时用于酿酒和发电,澳大利亚的昆士兰大学和福斯特集团已经共同对该类微生物燃料电池试验装置进行了测试。

但是这种微生物燃料电池存在一个显著的缺点:相比于将介质混合入溶液制备的电极,介质涂覆的电极产生的电量要少得多。

为了提高电池的功率,Godwin Evitts利用了另外一种自然过程:光合作用。他们将绿色微藻添加到系统中。电极将酵母菌产生的电子通过电路供给微藻,微藻利用这些电子进行光合作用。当该技术发展成熟后,流经电路的电流可以为用来为设备供电。

Godwin表示这是一个相当新的研究领域,并指出距离高能量覆层燃料电池的大规模应用还需要很长的时间。他获得了萨省大学工学院授予的研究生奖学金以继续研究,而Evitts则是在其研究领域获得加拿大自然科学与工程研究理事会NSERC)资助的研究人员之一.