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试过“尿能发电”吗?马上,你就能用自己的尿给手机充电

“撒泡尿自己照照”常用来讽刺人没有自知之明,不过随着微生物燃料电池的飞速发展,这句话已经被赋予了新的含义:尿液产生的电能可以用来照明。

一个诅咒(。

我们日常生活中使用的电池(比如锂电池、镍镉电池、锌锰电池等)是通过化学反应将化学能转化为电能。而微生物燃料电池,简单的说是以附着于阳极的微生物作为催化剂,以降解有机物的方式将其中的化学能转化为电能。

微生物燃料电池来了!

既减少了对化石能源的依赖、又能有效的利用那些富含有机物的生活和工业废料

作为一种替代能源,微生物燃料电池可以说是一举两得,。因此,多年来,科学家们尝试了各种各样的“燃料”来驱动微生物燃料电池,比如腐烂的水果、虾壳、造纸工业废水、农业和畜牧业的污水、市政污水、甚至尿液以及化粪池出水等。

微生物燃料电池模块的3D图。

微生物燃料电池也是水处理的重要研究方向,以有机污水作为燃料,在利用污水中有机质的化学能发电的同时,又可以达到净化污水的效果。随着电池输出功率密度的提高和电池成本的逐步降低,近年来已经有一些装置被开发出来并投入了现场试验。

“尿能”发电实验,怎么搞?

西英格兰大学的生物能源研究小组在2015年进行了两项“尿能”发电的现场试验。第一个现场试验是在大学的校园里。科研人员制作了一个只有两个立式小便池的简易男厕所,小便池的下方放置了由8个电池模块串联组成的发电装置。

设置在西英格兰大学校内的尿液发电实验装置(2015年2月 – 5月)

每个电池模块长70厘米、宽30厘米、高16厘米,内含36个微生物燃料电池。整个发电装置包含288个微生物燃料电池,能够容纳尿液25升。厕所的小隔间内安装了4个LED灯具(电压3 V,总功率为1.2 W)。该实验装置用志愿者(学生和老师)提供的新鲜尿液作为“燃料”来驱动微生物燃料电池发电,并供给LED灯进行照明。

第二个现场试验的地点就更有意思了。为了能够收集到大量的尿液,科研人员脑洞大开的选择了格拉斯顿伯里音乐节(Glastonbury Music Festival)作为试验场地。

设置在格拉斯顿伯里音乐节内的“尿能”发电装置(2015年6月)

这是目前世界最大的的露天音乐节、表演艺术节之一,每年的六月,这个英格兰西南部的小镇能够吸引全世界十万以上的音乐爱好者。可以想象的是会有大量的游客需要临时厕所解决内急。预计到每天会有大约1千人使用,因此西英格兰大学的科研人员在此安装了一个大号的“尿能”发电厕所,包括有12个电池模块(共432个微生物燃料电池),6个LED灯具(电压3 V,总功率为1.8 W),能容纳尿液300升(如下图)。

在发电照明的同时,还顺带着起到了污水处理的效果

两项“尿能”发电实验都取得了预期的成果。。为了说明尿液的处理效果,科研人员比较了尿液的化学需氧量(COD)在发电前和发电后的变化,发现在校园实验中化学需氧量的去除率能够达到95%以上,而在音乐节的试验中也有30%左右(去除率受环境因素比如温度等影响)。

通过实验,微生物燃料电池展现了它的优势:“燃料”免费而且环保(废物再利用);尿液无需经过任何处理即可用来发电;发电的同时还能起到净化污水的效果;发电后也不会产生废料。

大约需要600毫升的尿液,就可以为手机充电6小时,并为手机提供通话3小时的电量。

不仅能照明,该研究小组还在研究进行着另外一种更加有趣的应用:给手机充电:

在厕所为手机充电?

当然,现在看这个发电装置的效率还很低下,而且体积巨大。但电脑刚刚诞生的时候同样也是体积巨大啊!随着科技的进步,我们可以期待微生物燃料电池的体积会越做越小,电池输出功率的密度越来越高,电池成本越来越低。也许在不远的将来,你在野外露营的时候一块便携的微生物燃料电池成为了必备,当你发现手机没电了,或者需要照明的时候,用你自己的尿液就可以发电了。

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