在可再生能源的發(fā)展過(guò)程中，太陽(yáng)能一直是研究焦點(diǎn)。但是兩名弗吉尼亞理工學(xué)院（Virginia Tech）的研究人員將人們的注意力從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)移到使用污水發(fā)電上。

     近期發(fā)表在《科學(xué)報(bào)道》上的一篇文章詳細(xì)描述了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，該文章提到了從廢棄物中獲取能源的可持續(xù)性運(yùn)動(dòng)，以使凈化設(shè)施變得更加高效節(jié)能。在YouTube上分享的一幅動(dòng)態(tài)圖片解釋了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)道理，并闡明了它的影響。

     Xueyang Feng和Jason He對(duì)一種細(xì)菌進(jìn)行了研究，他們發(fā)現(xiàn)，兩種特定基質(zhì)（substrate）共同工作比它們單獨(dú)工作產(chǎn)生的能量更多。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)闡明了具有電化學(xué)活性的細(xì)菌產(chǎn)生能量的原理。這可以幫助開(kāi)發(fā)被稱為微生物燃料電池的新型凈化系統(tǒng)。

     Feng說(shuō)：“通過(guò)對(duì)這些細(xì)菌的追蹤，我們掌握了以可持續(xù)方式發(fā)電的方法。這為污水處理中心對(duì)能源自給自足指明了方向?！?/P>

     Feng在農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院和工程學(xué)院工作；He是在工程學(xué)院環(huán)境工程的副教授。

     這一發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)椴⒉皇撬械挠袡C(jī)物都以同樣的方式執(zhí)行同樣的工作。一些有機(jī)物是作為發(fā)電細(xì)菌的食物，另一些有機(jī)物可以導(dǎo)電。

     乳酸鹽基質(zhì)是由細(xì)菌代謝生長(zhǎng)的，用于支持細(xì)胞生長(zhǎng)，另一種甲酸鹽基質(zhì)在氧化后會(huì)釋放電子，用于發(fā)電。

     研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將這兩種基質(zhì)混合時(shí)，發(fā)電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們單獨(dú)工作的時(shí)候。有機(jī)物與燃料電池中的受體共同工作，盡管使用微生物燃料電池的研究并不新穎，但是Feng和He使用的用來(lái)發(fā)電的有機(jī)物是新型的，因?yàn)樗麄兛梢詼y(cè)量這兩種有機(jī)物的共生性。

     這種獨(dú)特的方法使得研究人員可以追蹤不同菌株的代謝途徑，該方法被稱為碳13途徑分析。該方法的原理是，在一個(gè)碳族上創(chuàng)建非放射性的同位素，該碳族可以通過(guò)質(zhì)譜分析法看到。

     從污水中獲得能源是一種可持續(xù)性的措施，華盛頓的污水處理中心已經(jīng)采用這種措施。使用微生物燃料電池中的細(xì)菌獲得能源并不是研究人員們通過(guò)廢棄物產(chǎn)生能源的唯一方法。污水凈化廠現(xiàn)在可以從污水中的固體中獲得甲烷，并供應(yīng)給城鎮(zhèn)使用。

     He的研究還涉及氣體元素，尤其是氨。在廢水中，氨是污染物。如果自然水域中氨過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致赤潮，因此會(huì)破壞水域生態(tài)系統(tǒng)。

     He的實(shí)驗(yàn)室中的二年級(jí)博士生Mohan Qin建造了一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以從污水中獲取氨并移除其他污染物，同時(shí)還可以發(fā)電。來(lái)自中國(guó)山東的Mohan Qin因?yàn)榇隧?xiàng)發(fā)明獲得了2015年國(guó)際微生物電化學(xué)學(xué)會(huì)科技最佳進(jìn)步創(chuàng)新獎(jiǎng)。

     這項(xiàng)工作將促進(jìn)未來(lái)的微生物燃料電池研究。He的實(shí)驗(yàn)室目前正在本地的污水處理廠運(yùn)行著一個(gè)200升的微生物燃料電池系統(tǒng)，以評(píng)估該系統(tǒng)長(zhǎng)期的性能。

     目前，雖然Feng和He還不能使污水像太陽(yáng)能一樣發(fā)電，但他們確定，無(wú)論是污水中的氨還是有機(jī)廢物，都將可以用來(lái)產(chǎn)生能量。