利用废水发电的孪生技术

通过结合两种现有但有限的技术，美国的研究人员发明了一种从废水中发电的新方法——只需要一小撮合适的盐。

这两种技术分别是微生物燃料电池(MFC)和反向电渗析(RED)。mfc使用被称为外生电细菌的天然微生物物种，它们分解有机物并释放电子，产生电压。

RED依靠盐度梯度，将海水和淡水由一堆选择性渗透膜分开，这些膜只允许正离子或负离子通过。这些膜与电极相连，共同产生电流。每一层膜只能提供少量的电流，所以一个正常工作的红细胞需要很多层膜。为了保证海水和淡水的供应，RED系统目前需要建在海岸上，而当使用天然水源时，除非首先对水进行广泛的过滤，否则会受到污染。

宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯·e·洛根(Bruce E. Logan)教授和他的同事们将mfc与RED结合起来，并在废弃的淡水中进行饲养，他们能够制造出一种“微生物反向电析细胞”(MRC)，这种细胞不仅比单独的燃料电池产生更多的能量，而且比传统的RED需要更少的膜。

通过使用碳酸氢铵代替海水作为盐源，他们能够提高效率并切断与沿海地区的联系。利用余热生产碳酸氢铵溶液很容易，并且可以在系统内回收和循环利用。

洛根和他的同事们认为，这项技术可以打破水净化的能量平衡，因为他们的系统在帮助净化废水的同时，每公斤产生0.94千瓦时的电力。传统的活性污泥废水处理每千克有机物消耗1.2千瓦时。这将为在能源匮乏地区建造MRC处理厂提供强大的动力——提供电力和消毒水。