主题：【其食无关】美国科学家新发现神奇细菌 可变废水为燃料

是不是含有有机物的废水都可以呀？真是不错的消息。中国人什么时候能搞出来类似的东西就更好了。

估计只是停留在想象的阶段吧，有可行性吗？

微生物燃料电池可以追溯到20世纪90年代，Angenent说。在1996年的美国化学学会题为"有害废物处理新技术"会议上，韩国科学家Byung Hong Kim和Doo-Hong Park首次提出了利用"无介导物的生物燃料电池"处理废水。最近5年的一系列突破为该技术带来了新希望。

    突破之一是，2002年1月18日《科学》(Science)杂志报道了Massachusetts Amherst大学微生物学系Derek Lovley教授发现的发电的Geobacter菌。在这之前，1998年7月(14期)《细菌学》(Bacteriology)杂志上发表了德国和澳大利亚研究人员的发现，有些还原铁的细菌中的细胞色素(一种转移电子到其它蛋白的专性酶)，能跨越细胞外膜，直接将电子转移到外部金属上，形成电路。这是微生物燃料电池中电流的根本来源。这些发现为建造微生物燃料电池中的细菌和电极以改进电子转移提供了前提。

    在2005年6月23日的《自然》(Nature)杂志上，Lovley宣称发现了"纳米电线"，从字面上看是Geobacter制造的细微电线，可能被细菌用来传递电子。该发现为电子传递进一步开创了可能性。他还在2003年10月刊《自然生物科技》(Nature Biotechnology)上发表了一项研究，表明Rhodoferax菌氧化葡萄糖时以80%的电子效率提供恒定的电流(这是一种从碳水化合物中获取电能的好方法)。

    另外还有一项突破是Park和密歇根大学分子生物学家J. Greg Zeikus发表在2002年6月《应用微生物学和生物技术》(Applied Microbiology and Biotechnology)杂志上的发明，通过在微生物燃料电池中使用混合微生物群落而不用纯培养的微生物，可以使微生物燃料电池的发电量提高大约6倍。这是利用废水产生能量的一大优势，因为废水中有着多种多样的微生物，Angenent说。Angenent打算在今后的研究中深入了解其确切的机制。

    技术的进步对其工程设计也有所帮助。一年前，在一项未发表的研究中，Angenent将甲烷消化池中使用的"向上流"系统与微生物燃料电池技术结合起来以解决需要机械抽吸和搅拌的问题。在向上流系统中，依靠重力为动力，用管道将燃料电池上方的废水输到下方、周围，然后向上进入阳极的底部——与虹吸管的方向相反。这样就没有必要抽吸和混匀了。

    第一个微生物燃料电池的发电量为每平方米阳极表面积1～40毫瓦(mW/m2)，Logan说。他说，就在去年他的实验室利用家用废水发电已经能达到500 mW/m2，用葡萄糖和空气达到1500 mW/m2。他还说最近比利时的研究人员用葡萄糖达到了3,600 mW/m2，但在他们的生产过程中需要用到一种不可再生的化学物，而不是空气。

    电力与氢气

    微生物燃料电池可以发电，经过改造也可以生产氢气。这两种系统的电力来源都是有机化合物中蕴藏的化学能。细菌生活在阳极的生物膜上，分解有机物，将电子与质子分开。这些电子和质子然后运动到阴极，前者是通过外部的电线，而后者以扩散的方式通过电解液，电解液是种不导电的物质。

    在发电的微生物燃料电池中，质子和电子在阴极与氧结合形成水。这个过程消耗电子，使得更多的电子不断的从阳极流向阴极。

    在改造成生产氢气的微生物燃料电池中，阴极维持在无氧状态。但为了制造氢气，必须打破热动力屏障。为克服这一屏障，Logan用电源给电路增加电压。

    生产氢气的微生物燃料电池的效率大约是发电电池的两倍，Logan说，这是因为在发电电池中有部分氧气漏回到阳极。然而，给生产氢气的系统加压需要大约相当于所生产氢气能量的六分之一。如果氢气转化为其它形式的能量还要损失得更多。如果以电效率为终产品，无论发电还是生产氢气都不具明显优势。

    生产氢气微生物燃料电池的主要好处是它们为不同能量需求提供了更多的选择，Logan说。例如，可以将氢气储藏起来供电力不足时发电或用作运输燃料。"不过，如果只是想就地使用电力，最好还是不要生产氢气而直接发电，"他说。

    更多的技术挑战

    严格地说，微生物燃料电池仍处于实验阶段。"它尚未形成自己的设计原理，只是借用相邻技术的设计，"Atanassov说。"它还远未成熟到要解决设计的问题。"

    发电微生物燃料电池的阴极上的氧气是对微生物燃料电池的一个巨大挑战。"质子交换膜"将阴极和阳极分隔开来，可以容许质子通过，但阻止较大的氧气分子扩散到阳极。然而，有些氧气分子会设法通过质子交换膜进入阳极，质子在阳极得到本来应该流入电路的电子，使电力减少，Lovley说。

    微生物燃料电池的功率密度低也是个重要问题。微生物燃料电池的测功率密度单位为W/m2，而传统燃料电池的测功率密度单位为W/cm2，就清楚地说明了这两者的差异，Atanassov说。微生物燃料电池功率密度如此之低，意味着电极必须极其巨大，而电极的成本并不低。

    功率密度是微生物与电极间界面的函数，资助微生物燃料电池研究的海军研究办公室项目经理Harold Bright说。"我们得到的电子从细菌向电极迁移的速度非常慢。"

    为达到商业要求，加大微生物燃料电池体积是另一挑战。目前实验室的样品所使用的材料，如碳纸和碳衣制的电极用于商业系统不够牢固。此外，实验用的微生物燃料电池比一个啤酒杯还小，若要商业化就得造得象大楼那样大(用增大部件补偿低功率密度)，这样无疑大大增加了阳极与阴极间的距离。而这又反过来使氢气从阳极向阴极扩散变慢，降低了效率。

    为使微生物燃料电池能与其前辈—甲烷消化池技术竞争，功率密度必须达到目前所能达到的最大密度的两倍以上，即8500 mW/m2，Angenent说。他说，因此"需要有新的突破。"

    使电子迁移速率提高的微生物学和电极技术的进步可以增加电力密度，通过细菌基因工程可以使电子迁移更快。Lovley系统地剔除外膜细胞色素基因，以确定哪个细胞色素对电力生产是重要的。"我们现在能确认是否基因工程改良的Geobacter菌能产生更多细胞色素，通过改良电极提高细胞色素相互作用水平，进而相应提高发电量。"

是什么原理?不要被人忽悠了.

感觉不像是真的

能量来源不是电就是醋酸.

中国还有水变油呢，千万别相信，可能是愚人节笑话。想想看，废水中能有多少有机物，就是能够100％转化为燃料，能够提供的能量也是少得可怜。

希望真的有这种细菌。

若开发出来了，带来的效益是非常可观的，也可以造福全人类