不遠的將來，也許你我家中都會有臺冰箱大小的機器，只要將生活污水灌進去，一番處理后，三口之家一天的燃氣就出來了，注意，我們說的燃氣不是沼氣，而是熱效能更高的氫氣，污水則變成了干凈的水安全排放到下水道。

　　近日，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院的生物制氫科研團隊，利用微生物電解池技術(shù)，通過一種存在于生活污水中的耐寒產(chǎn)電細菌，實現(xiàn)了在４℃低溫下生物制氫，從而攻克了低溫制氫難題。這使實現(xiàn)家庭能源的自給又多了一條選擇路徑。

　　原理

　　微生物的“吃喝拉撒”

　　微生物電解池技術(shù)還很“年輕”。哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院邢德峰副教授告訴本報記者：“在世界范圍內(nèi)，這項技術(shù)問世只有5年多。”

　　對于一個可再生資源化技術(shù)來說，這么短的時間一般還處在技術(shù)成熟的初級階段。但從2009年開始，邢德峰及其團隊僅僅用了2年時間，就取得了突破性進展，這一低溫生物制氫技術(shù)成果已經(jīng)發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會主辦的國際期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上。

　　微生物電解池由池體、陽極、陰極、外電路及電源組成。在陽極上有一層由產(chǎn)電微生物形成的生物膜，這些微生物靠吃污水中的有機物為生。在這些微生物的代謝過程中，電子從細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到了細胞外的陽極，然后通過外電路在電源提供的電勢差作用下到達陰極。在陰極，電子和質(zhì)子結(jié)合就產(chǎn)生了氫氣。

　　微生物的“吃喝拉撒”，為人所用，就產(chǎn)生了能源。有趣的是，在自然界中這個微生物電化學(xué)輔助產(chǎn)氫過程不是自發(fā)的。“因為在自然條件下，不存在這樣一個完善的電子轉(zhuǎn)移通路。”邢德峰說。

　　優(yōu)點

　　產(chǎn)能和治污相結(jié)合

　　據(jù)邢德峰介紹，微生物電解池技術(shù)有著明顯的優(yōu)點。首先，該技術(shù)的能量轉(zhuǎn)化效率高，只需給電路提供一個很小的電壓（0.2-0.6V）就能夠克服熱力學(xué)壁壘產(chǎn)生氫氣，而傳統(tǒng)水電解產(chǎn)氫需要1.8—2.0V的電壓。如果不計底物的能量，微生物電解池的這個特點使得其產(chǎn)生的氫氣的能量遠大于輸入其的電能。

　　再者，微生物電解池技術(shù)在一定程度上可以緩解水的有機物污染。因為對于該技術(shù)選用的微生物來說，底物范圍非常廣，幾乎可以利用絕大多數(shù)的有機物，不像傳統(tǒng)發(fā)酵法生物制氫底物那樣單一。“當?shù)孜餅橛袡C廢水時，我們常?？梢圆豢紤]其的成本，這樣，利用微生物電解池從廢水中產(chǎn)氫從經(jīng)濟上來講就變?yōu)橐粋€劃算的技術(shù)，可獲得氫氣帶來的凈收益。”邢德峰說，“同時處理了廢水，具有產(chǎn)能和治污相結(jié)合的特點。”

　　而且，產(chǎn)電菌可以將絕大多數(shù)的有機物完全降解，不會產(chǎn)生新的廢物。例如：發(fā)酵法只能利用碳水化合物制氫，同時產(chǎn)生代謝產(chǎn)物有機酸，而微生物電解池不僅能利用碳水化合物還能夠利用有機酸產(chǎn)氫。