謝菲爾德大學(xué)教授理查德。瓊斯說,今后50年,傳統(tǒng)化石能源將無法滿足世界日漸增長(zhǎng)的能源需求,目前來看,在可再生能源中最有希望取代化石能源的就是太陽能,但成本高、轉(zhuǎn)化率低一直限制著太陽能技術(shù)的應(yīng)用。新技術(shù)讓太陽能電池的低成本生產(chǎn)和大規(guī)模鋪設(shè)成為了現(xiàn)實(shí),為新型太陽能電池的制造和可再生能源的發(fā)展鋪平了道路。瓊斯預(yù)測(cè),在未來5到10年,基于塑料等有機(jī)材料的太陽能電池制造技術(shù)將走向成熟,并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。
污水尿液能發(fā)電 微生物燃料電池技術(shù)獲突破
微生物燃料電池并不是一個(gè)新概念。早在1910年,英國(guó)植物學(xué)家馬克˙比特首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌的培養(yǎng)液能夠產(chǎn)生電流,他用鉑作為電極成功制造出了世界第一塊微生物燃料電池。最近,美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)環(huán)境工程系教授Bruce Logan的研究組嘗試開發(fā)微生物燃料電池,試圖將未經(jīng)處理的污水轉(zhuǎn)變成干凈的水,同時(shí)發(fā)電。該項(xiàng)技術(shù)未來還可能實(shí)現(xiàn)海水淡化。
科技的發(fā)展能令許多塵封的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。一塊看上去如此“微小”的電池,究竟隱含了怎樣“巨大”的能量?
污水中蘊(yùn)含電能價(jià)值
目前,污水處理費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢,還消耗大量能量,基本是個(gè)只投入不產(chǎn)出的行業(yè),成為各國(guó)政府頭疼的一大難題。有數(shù)據(jù)稱,5%的電力消費(fèi)被用于污水處理。因此,又能凈化水質(zhì)、又能發(fā)電的微生物燃料電池一旦出現(xiàn),將有望把污水處理變成一個(gè)有利可圖的產(chǎn)業(yè)。Bruce Logan教授認(rèn)為,未來污水處理廠通過使用微生物燃料電池不僅可以滿足自身用電,還能向外輸電。
雖然目前還沒有商業(yè)產(chǎn)品問世,但多倫多大學(xué)的科學(xué)家戴維˙伯格雷曾估計(jì),污水中潛在的電能價(jià)值是其處理成本的10倍。Bruce Logan教授則認(rèn)為,只要能利用潛在電能的1/20,污水處理廠就可以解決污水處理成本。不過他估計(jì),微生物燃料電池實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用還需5~10年。在現(xiàn)階段,突破工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵問題仍然是如何繼續(xù)降低成本、提高電池性價(jià)比。
據(jù)悉,在早期的研究中,Bruce Logan所在的研究小組使用了大量昂貴的材料,如昂貴的石墨電極、聚合物以及鉑等貴金屬。但其最新的電池系統(tǒng)已經(jīng)使用了更便宜并且更環(huán)保的材料。“我們現(xiàn)在已經(jīng)可以不用任何貴金屬了。”Bruce Logan教授說。