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海大發表新菌株能處理污水也能發電

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利用Shewanella decolorationis NTOU1製成的微生物燃料電池驅動小風扇運轉。

 <本報訊>如果談到發電,我們通常會聯想到水力、火力、核能、風力或太陽能發電等,沒想到細菌也能發電。
 國立臺灣海洋大學27日上午10:30在海大圖書館二樓愛樂廳舉辦「細菌讓污水也能發電」-新菌株Shewanella decolorationis NTOU1發表會,這種細菌不僅能分解有機污染物,可以用來連續發電,而且還能抵抗多種惡劣環境,可利用它來做微生物燃料電池。
 Shewanella decolorationis NTOU1 是海洋大學海洋生物研究所劉秀美教授與其學生陳智宏博士從煉油廠冷卻管中分離出來的一株「兼性厭氧鐵還原菌」,可將污水中有機酸或有毒的染劑分解,包括常見的偶氮染劑(剛果紅)、三苯甲烷染劑(結晶紫、孔雀綠、甲基紫)及蔥醌染劑等等,同時在處理廢水的時候又可以發電。在相同培養條件下,經過400小時培養後,放電量較文獻中常用菌株ATCC8071T高出六倍以上,同時對溫度的耐受範圍也較廣,是一株既環保又產能的細菌。目前已申請專利,未來應用在工業上,將成為開發替代能源的新星。
 研究團隊利用微生物發電原理,共同研發微生物燃料電池。他們在1公尺見方的立方體容器裏裝滿細菌培養液,建立一個50瓦的細菌發電站,加入3公斤的乳酸,可維持兩天的持續發電,這個發電量已經可以持續點亮5支普通家庭用10瓦的日光燈。這是一種不會污染環境的「綠色」電站,更何況燃料來源也可改由廢水提供,不需利用其他糧食型生質燃料(如澱粉、葡萄糖等),可達到污水處理與能源再生的目的,細菌發電的前景相當具有潛力。
 細菌發電的研究始於1910年,美國植物學家馬克•皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後,陸陸續續有許多科學家提出微生物燃料電池之研究報告,但是由於技術上及應用上的限制及其他發電技術的開發而一度中斷,直到石油危機後,為積極開發永續的再生能源,因此微生物燃料電池的研究才又受到重視。
 微生物燃料電池是燃料電池的一種。細菌會被培養在陽極上面,並且通入「燃料」,使之氧化,氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極,在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。如此一來構成一完整的電流通路,就可以發揮微生物燃料電池的功用。基本上,具有還原勢能的物質,包括生物易分解的有機物等,皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」。換句話說,如果技術發展成熟,未來可能只要收集家中的廚餘,或是洗滌盥洗的廢水,就可以讓家裡有用不完的電,使從馬桶沖下去的穢物成為家中照明用電的來源。
 劉秀美教授與成功大學環境工程學系鄭幸雄教授及醫學工程研究所張憲彰教授共同研發微生物燃料電池,日前更獲選97年環境工程學會廢水處理技術研討會最佳論文。

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