实验室规模的废水制氢技术

据外国媒体报道：美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）开发了一种使用电解细菌制氢的新工艺。通过该工艺，可以将废水再循环成氢气，生成的氢气之后被用来转化为其他生物质液体燃料，如生物汽油和柴油。

ORNL研究员Abhijeet Borole领导了这个为期多年的项目团队，目前，该团队的实验室可以每天生产11.7升氢。Borole指出，尽管需要更多的工作来使技术达到商业规模，但该技术展示了微生物电解的潜力，使生物精炼厂更有效率和经济性。与传统的炼油厂一样，生物炼油厂旨在将植物材料转化为更高价值的产品，例如碳氢化合物燃料和化学品。

微生物电解由消化有机化合物并产生电流的电解细菌驱动。通常，约四分之一的液体生物油是含有腐蚀性酸的污染水，Borole将这些细菌用于分解这些有机酸。通过电解细菌，Borole的团队大约可以回收污水中20%~30%的能量用于生产氢气并最终变成生物燃料。

Borole表示，有效地从数百种化合物中提取电子并产生氢是十分困难的，当反应过程中的副产物会使得细菌中毒时，必须找到一种方法来消除或者中和这种毒素，同时产生足够的电子。在这个工艺中，毒素是在植物细胞壁的韧性聚合物木质素降解时产生的。

研究人员开发了一个繁殖可耐受生物燃料废水中有毒化合物的强力细菌群落的程序，微妙的平衡涉及优化的整个过程和各个系统参数，通过该程序，最终使得细菌成功繁殖。

了解如何构建和优化可以耐受和处理受污染废水的微生物电解系统，可以在生物燃料生产之外获益。田纳西大学布雷德森中心的博士生亚历克斯·刘易斯（Alex Lewis）表示，这些系统具有广泛的应用潜力，包括能源生产，生物修复，化学和纳米材料合成，电发酵，能量储存，海水淡化和生产水处理等。

Borole的研究团队目前正专注于完成技术的生命周期分析，以评估其温室气体排放和用水量。该团队的最新论文发表在Sustainable Energy & Fuels上，论文的标题为“Proton Transfer in Microbial Electrolysis Cells.”。该项目由DOE的生物能源技术办公室和ORNL的种子计划资助。