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尿够半分钟,通话2小时?澳门威斯尼人app

发布时间:2019-12-13 15:48编辑:技术文章浏览(89)

    澳门威斯尼人app 1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)

    Ieropoulos表示,这项研究成果为利用人体废弃物为便携式设备和可穿戴电子设备发电带来可能。相关研究报告已发布在了《BioinspirationandBiomimetics》上。

    7月12日消息,据《每日邮报》报道称,日前,英国布里斯托西英格兰大学研究团队宣布发明了“尿液电池”,其主要是通过微生物燃料电池将尿液转化为电能,该发明有助于减少化石燃料的使用,属于环境友好型技术。

    作为一种替代能源,微生物燃料电池可以说是一举两得,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。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。

    深处野外,没有水和食物,站在食物链顶端的贝爷已经给我们示范喝尿可以保住一条小命。除了保命,在紧急状况下,尿还有别的用处——比如用来发电,发送求救信号。

    目前这种微生物电池的造价大约是1.5美元一块,而整个发电装置需要900美元。当然,该技术前景广阔,相信随着今后的技术升级,其成本会越来越低。

    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。

    这套系统的关键部分当然就是MFC了,它能够将有机物直接转换成电能。MFC里边有一种厌氧微生物混合物,它们能够在获得尿液的时候释放出电子。虽然这套技术已经研发了30年的时间,但苦于还未找到能提供大量电能的方法,所以也就还没有商用。

    据介绍,“尿液电池”的发电装置内含有以分解尿液内化学物质为生的微生物,分解过程中释放的能量会以电能形式储存在微生物燃料电池内部电容器中。数据显示,这种电池仅需半升尿液即可供普通功能手机充电6小时,或供智能机充电3小时。

    两项“尿能”发电实验都取得了预期的成果。在发电照明的同时,还顺带着起到了污水处理的效果。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)。此项研究成果发表在了2016年第二期的Environmental Science: Water Research & Technology学术期刊上。

    MFC其实并不新鲜,并且这也不是由IoannisIeropoulos教授领导的团队首次做这样的实验了。早在2013年,他们就曾经用MFC和尿液为一台手机供能。团队将这种尿液驱动袜称为“首套通过基于微生物燃料电池技术打造的可穿戴能源发生器供能自足系统。”

    澳门威斯尼人app 2在厕所为手机充电?

    据外媒报道,也许通过将尿液排放到袜子里来为移动设备供能并非是人人的第一选择,但来自西英格兰大学布里斯托生物能源大学的科研团队却在做着这样的尝试—将尿液排放到袜子里,然后发电。这听起来可能有点恶心,但实际情况是它并不是直接尿到袜子里,而是通过管子流到安置在袜子里的微型微生物燃料电池里边。目前,他们已经用这种方法成功地为一台转换器提供了足够其向台式电脑发送无线信号的电能。

    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。

    据介绍,柔软的MFC被潜入到辅助脚踝部件上,一种仿鱼类的泵则被安置在袜子根部。当穿戴者行走的时候,推拉运动可以让尿液经过MFC,据团队介绍,该系统可每隔2分钟向一台PC控制的模块接收器发送一次信号。

    “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。

    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。

    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。

    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)。

    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。

    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: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。

    澳门威斯尼人app 3设置在格拉斯顿伯里音乐节内的“尿能”发电装置(2015年6月)

    当然,现在看这个发电装置的效率还很低下,而且体积巨大。电脑刚刚诞生的时候同样也是体积巨大,但是随着科技的进步,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。

    (编辑:Jerrusalem)

    参考文献:

    1. eropoulos, I. A., Ledezma, P., et al., Waste to real energy: the first MFC powered mobile phone. Physical Chemistry Chemical Physics 2013, 15, 15312 – 15316.
    2. Ieropoulos, I. A., Stinchcomebe, A., et al., Pee power urinal – microbial fuel cell technology field trials in the context of sanitation. Environmental Science: Water Research & Technology 2016, 2, 336 – 343.

    澳门威斯尼人app 4微生物燃料电池模块的3D图。

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    关键词: 袜子 之家 可以用 尿液

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