[科普中國(guó)]-尿液發(fā)電

尿液發(fā)電1是把尿液以電解的方式分離出供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù)。在尼日利亞首都拉各斯舉辦的2012非洲制造者集會(huì)上，由四名十幾歲女孩打造的一臺(tái)靠尿液驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)首次亮相。根據(jù)制造者集會(huì)的博客所述，這些女孩的發(fā)明使用的是尿素并且使用尿素來(lái)產(chǎn)生氫氣，隨后氫氣就能夠?yàn)橐慌_(tái)發(fā)電機(jī)的提供能量供應(yīng)。一升尿液可發(fā)電6個(gè)小時(shí)。然而，美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為這項(xiàng)發(fā)明并不能廣泛應(yīng)用。

簡(jiǎn)介2012年11月，4位來(lái)自非洲的青少年設(shè)計(jì)出了一種可以使用人的尿液發(fā)電的發(fā)電機(jī)設(shè)備。 這4位有才華的少女中的3位今年都只有14歲，她們分別是杜羅-安娜·安迪博拉(Duro-Aina Adebola)，艾金德里·艾比奧拉(Akindele Abiola)以及法萊卡·奧盧瓦托因(Faleke Oluwatoyin)，還有一位是今年15歲的貝魯·埃尼奧拉(Bello Eniola)。她們?cè)诮谟谀崛绽麃喞魉古e辦的“非洲制造者展覽”上展示了她們的“人尿發(fā)電機(jī)”。

組辦方“非洲制造者展覽”的網(wǎng)站博客中是這樣介紹這項(xiàng)發(fā)明成果的：“尿液被倒進(jìn)電解池，在這里尿液被分解為氮?dú)?，水以及氫氣。隨后氫氣被通過(guò)水過(guò)濾器進(jìn)行凈化，并被推入一個(gè)氣瓶中。在這個(gè)氣瓶中，氫氣被通過(guò)硼砂，這樣做是為了去除氫氣中混雜的水汽成分。隨后這些經(jīng)過(guò)凈化的氫氣被送入發(fā)電機(jī)。每一升尿液大約可以產(chǎn)生6小時(shí)的電力供應(yīng)?！?/p>

原理荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究人員帕特爾教授日前向記者介紹說(shuō)，利用尿液發(fā)電的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)搜集尿液中的氨作為生物燃料來(lái)提供能源。“我們努力的目標(biāo)是用生物燃料實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電，”他說(shuō)，“利用我們現(xiàn)在研發(fā)的設(shè)備，能夠從尿液或者廢水中得到氨，然后設(shè)法實(shí)現(xiàn)高效的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲得能源?！?/p>

運(yùn)用來(lái)自西英格蘭大學(xué)的研究人員描述稱(chēng)，使用微生物燃料電池（MFCs）可從尿液中直接發(fā)電。這項(xiàng)研究發(fā)表在近期出版的《英國(guó)化學(xué)皇家學(xué)會(huì)》期刊上。研究小組致力于研究是否未經(jīng)處理的尿液可通過(guò)微生物燃料電池產(chǎn)生電能，并計(jì)算當(dāng)使用微生物燃料電池時(shí)尿液產(chǎn)生電能的產(chǎn)量。

該研究負(fù)責(zé)人尼斯·艾羅普洛斯說(shuō)：“基于每年全球可產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)億公升尿液，這項(xiàng)技術(shù)有助改變世界能量利用方式。其影響力非常深遠(yuǎn)，不僅對(duì)于污水處理行業(yè)，也使人們對(duì)廢水處理產(chǎn)生了新的轉(zhuǎn)換意識(shí)。”

評(píng)論收益較低雖然使用人類(lèi)廢物作為一種能量來(lái)源的想法非常吸引人，但是這種原型設(shè)備在投入使用之前仍有大量的潛在問(wèn)題需要解決，尤其是它或許不能夠在發(fā)電方面創(chuàng)造一種凈收益的事實(shí)。尿液電解產(chǎn)生氫氣需要一種電輸入，就其本身而言尿液在沒(méi)有一種現(xiàn)存的能源供應(yīng)的地區(qū)是不能夠被用于發(fā)電的。

曼徹斯特大學(xué)的一位研究人員奧利弗-沃爾說(shuō)道：“這是一個(gè)非常棒的想法而且真正令人鼓舞的是看到人們將廢物轉(zhuǎn)變成為有用東西的工作，但是考慮到這種設(shè)備還需要輸入，如果總收益還是正數(shù)的話(huà)那會(huì)讓我很驚奇?！?/p>

壽命較短另外一個(gè)因素就是這種設(shè)備的壽命。沃爾解釋道：“尿液不僅是由尿素組成的，其中有很多的鹽，而且鹽水的電解除了產(chǎn)生氫還有氯，氯離子能夠和氫離子結(jié)合形成鹽酸，這不利于發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用。”這些問(wèn)題加上安全儲(chǔ)存氫氣的復(fù)雜性意味著這種發(fā)電機(jī)或許不會(huì)立即就有市場(chǎng)前景，但是它示范了使用尿液等充足的資源來(lái)創(chuàng)造有價(jià)值產(chǎn)品的可能性。

值得表?yè)P(yáng)NBC在報(bào)道中援引美國(guó)俄亥俄大學(xué)化學(xué)工程師，尿液發(fā)電原理的最初提出者吉拉德·布特(Gerardine Botte)的話(huà)來(lái)說(shuō)：“這是一項(xiàng)校園里的小發(fā)明，因此不要把它當(dāng)真就好了?！辈继亟ㄗh這些學(xué)生“和工程師合作，了解這項(xiàng)技術(shù)及其合理的應(yīng)用”，因?yàn)椴继匕l(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的原意是“為了讓廢水處理過(guò)程更加節(jié)能高效”。

但不管如何，這些孩子們做出的這項(xiàng)小發(fā)明至少得到了科學(xué)家們的評(píng)斷，這不管怎么說(shuō)都是好事一樁。

意義“尿液發(fā)電”技術(shù)現(xiàn)在還很不成熟，加上安全儲(chǔ)存氫氣的復(fù)雜性意味著這種發(fā)電機(jī)或許不會(huì)立即就有市場(chǎng)前景，但是它示范了使用尿液等充足的資源來(lái)創(chuàng)造有價(jià)值產(chǎn)品的可能性，為研究人員引出了一個(gè)新的方向。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)