利用分離膜兩側電壓差無需外部能源生成清潔燃料氫氣

　　據光明網2011年9月22日訊 利用由淡水、鹽水和細菌構成的一套系統，科學家在沒有任何外來能源的前提下制造出氫氣。這是第一次，僅僅利用水和細菌，研究人員便能夠持續不斷地制造氫氣這是一種清潔能源的潛在來源。科學家表示，如今的挑戰在于如何擴大生產規模，從而為各種各樣的用途提供大量的氫氣，例如為汽車和小型發電機提供燃料。
　　由于在與氧氣燃燒后僅僅生成水蒸氣，氫氣有可能成為*終的清潔燃料。美國賓夕法尼亞州立大學的環境工程師Bruce Logan表示，研究人員之前已經能夠用由微生物提供動力的與電池類似的燃料電池制造氫氣，但這一過程需要外部能源提供電力，例如通過再生資源或燃燒化石燃料。Logan同時強調，利用包含有可使鹽水和淡水分離的滲透膜的裝置，科學家已經能夠利用它們之間存在的電壓差。然而這些裝置僅僅能夠產生電壓差，卻無法形成制造氫氣所需的電流。只有當電流通過含有氫離子的液體時才能夠產生氫原子，而這些原子彼此結合*終才會形成氫氣。
　　如今，Logan和賓夕法尼亞州立大學的環境工程師Younggy Kim在本周的美國《國家科學院院刊》網絡版上報告說，他們完成了一些其他研究團隊從未做過的事在沒有任何外部能源的前提下，成功地將兩種裝置結合在一起，進而產生了氫氣。其裝置原型包含有兩部分：一部分存放有細菌及其營養物質，而另一部分則儲存有用來產生氫氣的鹽水它們被5個組合氣室所分離，用來循環鹽水和淡水。這些組合氣室能夠產生0.5到0.6伏特的電壓研究人員表示，這已經足夠讓微生物燃料電池產生氫氣了，而其中的細菌則以醋酸化合物為食。
　　研究人員用30毫升的醋酸鈉溶液供養細菌，這種裝置每天能夠產生21到26毫升的氫氣。毫無疑問，這是一個很小的體積大約相當于一次性打火機燃料體積的4倍，但是它足以證明這種制造氫氣的概念能夠在實驗室中奏效。雖然制造氫氣的設備價格昂貴，但這種裝置不需要外部能源，因此在這一過程中也不會有溫室氣體產生。

　　華盛頓哥倫比亞特區美國海軍研究實驗室的化學家Leonard Tender指出，該研究小組的這套裝置“非常簡單，而他們的實驗結果也得到了很好的解釋，并且毫不含糊”。他強調，擴大氫氣生產規模的一個挑戰就是研制燃料電池膜所需的新材料，從而防止其被細菌活動的化學副產品迅速堵塞這將減少保持電壓差所需的離子流。Tender說，一旦攻克這一瓶頸，這項技術將為利用廢水中的有機物產生能源提供極大的可能性。
　　坦佩市亞利桑那大學的化學工程師Csar Torres表示，擴大生產規模還面臨著一項挑戰，那就是“讓細菌一直滿意”。因為如果將細菌代謝所產生的全部能量用來產生氫氣，將會影響到微生物的生長和繁殖。