Water to make power, power to purify water: Engineer aims to limit waste
http://www.physorg.com/news191828242.html
By John Schmid, April 30, 2010
許多研究水的科學家都涉及一種令人沮喪的悖論：水淨化需要龐大的電力，而發電則需要用到大量的水。
這也是為何 Zhen He， Wisconsin-Milwaukee 大學新聘工程教授，希望他的產能水處理反應器（energy-producing water-treatment reactors）能夠奏效。正如同他在 Gannett Fleming Inc., 的商業夥伴一樣充滿希望。那是一家幫其研究籌措資金的國際工程公司。
在成長中的全球水系統市場裡，他與他的夥伴都希望開發出商業化應用，其運作只須少量碳足跡。
塞滿其實驗室的生物反應器，是繞著某種現象打造，那在一百年前於英國確立，不過一直到最近幾年，科學家全都忽略了它。當細菌分解有機物質時，例如廢水污染物，此過程會發出一道電子流，那能被一對簡單電極所捕捉以產生電力。
如果所有事情都沒出差錯，他的系統將同時間完成三種功能：
* 利用細菌淨化廢水。
* 製造電力。
* 在同樣三腔室的生物反應器中，將另外供應的海水淡化。
"這並非永動機。這種科學已經過證明。那只是把未利用的能源拿來用，" David Drew 說，一位在 Gannett Fleming 麥迪遜辦公室的工程師。
He（去年夏天自南加大辭職以加入 UW-Milwaukee）表示，研究仍在 "初期階段"。
He 與 Drew 正在尋找新聯盟以幫助他們贏得聯邦補助金，讓他們能開發及測試更大型的反應器。
He 的博士論文是微生物燃料電池，此技術為其反應器之基礎。
古典的微生物燃料電池有二個腔室。而且，如同一個電池。一邊是正電極，而另一邊則是負電極。一邊裝滿了細菌與廢水，那引發電流。He 與 Drew 的最大創新之處在於加入第三個腔室，那裝滿鹹鹹的海水。鹽分子，或氯化鈉，自然地溶在水裡。滲透膜使第三個腔室與其他二個隔開，讓帶正電的鈉原子能朝第一個腔室的電極移動，而帶負電的氯粒子則滲入第二個。這會移除鹽分，逐個分子移除 -- 至少在實驗室是這樣。
到目前為止，這套系統顯然能將水中一丁點的鹽分都移除。He 表示，至少他的系統能創造出一套預脫鹽（pre-desalination）程序，那移除絕大部份的鹽並減少去除其餘物質所需要的能量。
He 受雇於 UW-Milwaukee 以協助補滿此領域最耀眼的匱乏：雖然這行有許多水技術公司，不過 Water Council 表示，此領域最脆弱的環節是實質上缺乏由大學所主導的水技術計畫。當工程學院過去一年允許從其他學院引入 22 位其他新職員後（那是 UW-Milwaukee 要在區域經濟中扮演更大角色的策略），He 加入 UW-Milwaukee。
直到最近幾年能源價格上揚，科學家對於產能細菌的關注才復甦，He 說。美國約有其他 24 個研究小組在研究類似技術，但在中國的大學裡有更多在研究平行應用，生於中國的 He 表示。
"我絕對不是第一個，" 他說。
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