中美合作开发新型生物燃料电池用于废水处理和海水淡化
　　最近，由中国和美国的科学家组成的中美国际研究团队表示，他们已经成功开发出能够同时处理废水和发电，
并且能够去除微咸水或海水中90%盐的新型燃料电池。
    美国宾夕法尼亚州立大学的研究者利用经过改造的微生物燃料电池去盐，这种电池可用天然细菌来转换废水并
发电。来自该校的环境工程教授Bruce Logan表示：“我们能够在不使用电力或者高水压的情况下，利用有机物作为
能源来去盐。这项技术最大的卖点是在去盐和发电的同时能够将有机物从废水中去除。我们的目的是证明能够通过
使用细菌来产生足够的电流，然而，要处理3?滋L的盐水将会消耗200?滋L的人工废水，也就是醋酸溶液。这不是
一个实用的体系，但却证明了概念的可行性。”
　　一个典型的微生物燃料电池包含两个腔室，一个装有废水或者其他营养物质，另一个装水，每个腔室都含有电
极。废水中的天然细菌将会消耗有机物并发电。清华大学的研究人员对微生物燃料电池进行了改造，在两个已有的
腔室中添加了第三个腔室，并且在中央腔室和正负电极间加入了只允许正/负离子中一种电性离子通过的特种膜，盐
水被放置在中央腔室。每升海水和微咸水中分别含有35g和5g盐，盐类不仅能够溶于水，还能够电离成正负离子。
当电池中的细菌消耗废水时，它也将向水中释放质子。这些质子不能够通过负离子膜，因此盐水中的负离子移向废
水腔室。质子在另一个电极被消耗，因此盐水中的正离子移向另一个电极腔室，这样，中间腔室中的盐就被去除掉
了。
　　与微生物燃料电池相比，该新型电池能够向外腔室释放出离子并帮助提高电流产生效率。Logan 表示：“当我们
尝试使用微生物燃料电池产生电流时，废水的导电率相当低，如果向其中加入盐类，效果将会很好。现在这个体系
中的盐类本身就已经非常充足了，我们能够利用该过程除盐、清洁废水然后将盐类送返海洋。”
　　但是该体系仍然存在两个问题。首先，只有90%的盐能够被除掉。因为是水中的盐类帮助电池产生电力，当中
央腔室盐类含量下降时，导电率下降，除盐和产电能力下降。另一个问题在于，因为质子是在一个电极产生而在另
一个电极被消耗，这些腔室的酸碱性将会增加，将两腔室的水混合时，又会有中性的盐水产生，虽然最终会被排入
海中或者微咸水中而不会对环境产生危害，但是电池中的细菌将很难在高酸性条件下存活。在这个试验中，研究者
通过间歇添加pH缓冲液的方法以避免酸性问题，但是规模化生产时必须重新考虑这个问题。（胡）