2013-10-18 09:27
由加州大学圣克鲁兹分校YatLi教授领导的科研团队与美国Livermore国家实验室合作，日前在利用太阳能产氢并净化污水方面取得重大突破。该成果发表于美国化学学会刊物ACS Nano上。
氢气作为清洁的新能源已应用于航天工业，而且以吸引了汽车制造业的广泛关注，本田、现代、丰田等业界领导者抖有计划在2015年前推出消费级氢动力汽车。之所以氢动力备受青睐，正式因为水是氢气燃烧的唯一产物。提取成本是非常高的，因为工业产氢需要大量能源分解水，要想大规模获取液态氢，成本是以“亿美元”为计算单位的。另外，世界上氢的生产量还远远跟不上预计需求量，新的氢来源的开发也是生产链中的关键点之一。
微生物产氢就是其中一个发展方向。一些特殊的细菌能够在代谢过程中产生电子，这些电子能够被用来将水分子分解为氢和氧。利用这一现象，科学家发明了微生物燃料电池，即利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。然而就像Yat Li教授提到的，这些微生物本身的能量往往不足以开始使水分解，仍然需要大量来自外界的能量。
加州大学的科研团队将太阳能电池与微生物燃料电池巧妙的整合在一起，利用无尽的太阳能和废水中的有机养分生产清洁能源-氢气。这一新型装置首先将太阳能转化为电能，然后将电子传递给废水中的微生物使其有足够的能量分解废水中的有机物。其中的一些细菌在消耗有机物的同时产生电子，这些电子通过导线被传回太阳能用以分解水-生成氢气和氧气。实验证明，废水中三分之二的有机废物在两天之内就会被分解掉。尽管净化之后的废水还不能直接饮用，但是如果将这一成果应用于废水处理厂将使得生活废水处理过程大幅简化，更重要的是于此同时大量生产氢气这一清洁能源。
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