中国首次利用海泥发电

来源:中国海洋报   发布时间:2015-05-20 23:01:53 

海洋财富网综合消息 在海底的海泥中插上两根电极,就可以发出电来,而且电源取之不尽用之不竭。这看似天方夜谭的神话,却被中国海洋大学材料科学与工程研究院副教授付玉彬和他的研究小组变成了事实。近日,付玉彬研究小组在国内首次利用海底生物燃料电池作为电源,并成功驱动了小型仪器的平稳运行,取得了阶段性的技术突破,填补了该领域在国内的空白。

“平静的海底蕴藏着巨大的能量,黝黑的海泥可以为人类提供不息的电源。”据付玉彬介绍,海底生物燃料电池主要是利用海泥中的有机物和无机物作为燃料来源,利用微生物的代谢作用产生电子。在海泥中放置负极,在海水中放置正极,电子经过微生物传递到电极表面,接通电路,就形成了 “海泥电池”。这种电池符合当前国际和国内低碳、环保和新型能源材料技术的发展趋势,并且造价较低,具有重要的研究意义和应用前景。

据介绍,这种 “海泥电池”的海泥和海水全是原生态的,没有任何添加剂,其奥秘全在电极材料上。付玉彬说,若使用一般碳/石墨材料电极,电池功率低,需提高功率才能走向应用。为此,付玉彬研究小组在电极表面改性处理、电极形状设计、电池结构设计、测试方法等方面开展了大量探索性研究并取得了重要进展。该电池输出功率可以达到数百毫瓦,远高于国外文献报道的海泥生物燃料电池水平。日前,在付玉彬的实验室里,笔者看到,该电池已能成功驱动收音机、计算器、钟表和小型玩具平稳运行,时钟在实验室里 “嘀嗒、嘀嗒……”走个不停。

付玉彬说,自己着手该项目的研究,是因为科研和现实的需求。随着海洋开发的深入,海水中各种仪器和装置的电能损耗很大,致使海洋仪器不能正常工作,甚至导致整个科研和工程的停顿,制约了人类对海洋的开发。因此,在深远海条件下,海洋仪器的电源供给一直是一个难题,如何能为海洋仪器寻找一个持续长效的电源就成了他一直在思考的事情。为此,他在2007年初开始了该领域的探索研究。2008年,该课题被列为山东省科技攻关项目。

“这类电池可望用于深远海水下仪器的电源补给、海洋环境污染治理、海泥微生物菌种筛选、海洋地质沉积层探测等诸多方面。”付玉彬说,该项目组目前在海大校内已经与环境科学与工程学院、地球科学学院、海洋生命科学学院等展开合作研究。为了尽快实现海底微生物燃料电池的应用,该研究小组眼下正在优化结构设计,开展实海研究。

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