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浙江工商大学:本科学子冲击污水发电难题

科普小知识2021-08-29 19:24:01
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■我们的记者方敏杰和我们的记者文彩飞

除了净化和再利用,成千上万个家庭产生的生活污水还能变成什么?在北京举行的第15届世界厌氧消化大会上,浙江工业大学本科生应贤斌报道了首次发现的阳极电位和电子供体对产电微生物群落结构的调控机制。这是浙江工业大学本科生第一次在国际会议上报告结果。这也意味着用生活污水发电在未来不再是梦想,微生物燃料电池的应用又向前迈进了一大步。

面对来自75个国家的1000名专家的报告

“我们所做的研究是废水处理,它被细分为有机废水的能源利用。其原理是通过产电微生物降解污水中的有机污染物,并将污染物中的化学能转化为电能(发电)。微生物燃料电池以前难以工程应用的瓶颈主要在于电极材料和产电微生物的调控,而我们的工作主要是解决这两个难题……”面对来自世界75个国家的1100名专家,应贤斌用15分钟的英语向世界展示了浙江工商大学的研究成果,引起了业界的关注。

据了解,微生物燃料电池是一种既能降解污染物又能发电的技术。它主要由美国工程院院士布鲁斯·洛根和布鲁斯·雷特曼开发和推广。尽管有微生物发电的理论,以前的微生物燃料电池(由电极和微生物组成)很难工程化,因为可以工程化的金属电极很难附着微生物,并且产生电的微生物的类型不容易控制。

“我们的研究团队,浙江省固体废物处理与回收重点实验室,在电化学和生物电化学降解方面有多年的研究经验。在浙江商学院环境科学与工程学院申东升教授和冯华军教授的指导下,我们在阅读大量文献和作品的过程中找到了突破和灵感。”应贤斌说道。

记者了解到,该团队是全国百强科技团队之一,是浙江工业大学环境学院“小平科技团队”中的卫星团队。这一突破是在数以千计的实验之后实现的。在这些实验中,来自浙江工业大学的本科生顾源(音译)偶然发现了一组材料和另一种废料在一起工作,从而产生了灵感。他们紧跟其后,最终做了他们想做的事。

被“烤”的“95后”学生恶霸

浙江省固体废物处理与资源化利用重点实验室位于浙江工商大学焦红路校区。应贤斌和顾源经常往返于下沙校区和交大路校区之间。因为这个实验需要恒温,即使在炎热的夏天,他们也必须呆在开着热空调的实验室里,而且这是一个暑假,他们经常晚上在老师的办公室里铺床,所以他们被称为“实验室霸王”。

作为第一作者,他在*国际期刊上发表了四篇论文,授权了一项国家发明专利,并且都有一项国家创新项目(其中一项是负责人)。薛霸的生活不仅仅是科学研究——应贤斌来自浙江舟山,顾源来自浙江杭州。他们都是“95后”,都对生物学充满兴趣,喜欢饲养小动物,就像他们现在在实验室耐心培养微生物一样。

应贤斌的偶像是布鲁斯·洛根,被称为微生物燃料电池之父,他也是一名优秀运动员。他在学校运动会上连续两次获得男子跳远第一名,也是大学篮球队的成员。顾源的偶像值得各行各业学习,热爱足球。他们不仅是实验室里的好伙伴,也是视频游戏中的好队友。

两人在2015年参加挑战杯时加入了一个团队,然后成为了合作伙伴。“这项技术是一项新技术,已经在世界上流行了十多年。我们已经做了一些研究,希望这项技术有更好的前景。我们正站在巨人的肩膀上。”顾源说道。

他们的导师,浙江环境工程大学校长申东升说,微生物燃料电池有可能在未来成为一种实用技术。该技术的应用不仅有望解决目前城市污水处理成本高、能耗高的问题,而且有望将每个家庭产生的生活污水作为新能源进行再利用,以清洁电能的形式回馈人类社会。

《中国科学报》(第8版,2017年12月5日)