纳米技术涂料产生的污水是污水的20倍

2019-04-15 10:05:38
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俄勒冈州立大学的工程师通过在微生物电化学电池的阳极上使用新的涂层,在污水产生电力方面取得了显着进步,这使得电力生产增加了大约20倍。

刚刚在线发表在Biosensors and Bioelectronics专业期刊上的研究结果使研究人员向可以清洁生物废弃物的技术迈进了一步,同时产生了有用的电力水平 - 这是废水处理和可再生能源的一项有前途的新创新。

工程师们发现,通过用纳米金层涂覆石墨阳极,电力的产生增加了20倍。钯涂层产生了增加,但几乎没有增加。研究人员认为,对于至少某些类型的细菌,铁的纳米粒子涂层 - 比黄金便宜得多 - 可以产生类似于黄金的电力增加。

“这是实现我们目标的重要一步,”生物和生态工程副教授Frank Chaplen说。“我们仍需要对阴极室的设计进行一些改进,并更好地了解不同微生物种类之间的相互作用。但新方法显然会产生更多的电力。”

在该技术中,来自诸如污水的生物废物的细菌被放置在阳极室中,在阳极室中它们形成生物膜,消耗营养物并生长,在此过程中释放电子。在这种情况下,污水实际上是用于发电的燃料。

在相关技术中,类似的方法可能能够产生氢气而不是电力,并且可能用于氢燃料电池,其可以为未来的汽车提供动力。在任何一种情况下,废水处理都可以从耗能技术转变为产生可用能源的技术。

俄勒冈州立大学工程学院和农业科学学院的研究人员,包括生物和生态工程助理教授刘洪,是该技术发展的国家领导者,可以显着降低美国废水处理的成本。它也可能在农村地区或发展中国家找到应用,因​​为缺乏足够的电力供应使得废水处理变得不切实际。有可能创建在能源使用方面完全自给自足的污水处理厂。

研究人员表示,该技术已经在实验室基础上运行,但是必须取得进展,以降低成本,提高效率和电力输出,并确定可以使用的最低成本材料。

该研究得到了美国国家科学基金会和俄勒冈州纳米科学与微技术研究所的支持。

“由于纳米材料具有显着的结构,电学和化学性质,纳米加工的最新进展为开发高效电极材料提供了独特的机会,”研究人员在他们的报告中写道。“这项研究表明纳米装饰可以大大提高微生物阳极的性能。”

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