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    利用由淡水、鹽水和細菌構成的一套系統，科學(xué)家在沒(méi)有任何外來(lái)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(lái)源。科學(xué)家表示，如今的挑戰在于如何擴大生產(chǎn)規模，從而為各種各樣的用途提供大量的氫氣，例如為汽車(chē)和小型發(fā)電機提供燃料。

    由于在與氧氣燃燒后僅僅生成水蒸氣，氫氣有可能成為最終的清潔燃料。美國賓夕法尼亞洲立大學(xué)的環(huán)境工程師Bruce Logan表示，研究人員之前已經(jīng)能夠用由微生物提供動(dòng)力的與電池類(lèi)似的燃料電池制造氫氣，但這一過(guò)程需要外部能源提供電力，例如通過(guò)再生資源或燃燒化石燃料。Logan同時(shí)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(xué)家已經(jīng)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(chǎn)生電壓差，卻無(wú)法形成制造氫氣所需的電流。只有當電流通過(guò)含有氫離子的液體時(shí)才能夠產(chǎn)生氫原子，而這些原子彼此結合最終才會(huì )形成氫氣。

    如今，Logan和賓夕法尼亞洲立大學(xué)的環(huán)境工程師Younggy Kim在本周的美國《國家科學(xué)院院刊》網(wǎng)絡(luò )版上報告說(shuō)，他們完成了一些其他研究團隊從未做過(guò)的事——在沒(méi)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(jìn)而產(chǎn)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(yíng)養物質(zhì)，而另一部分則儲存有用來(lái)產(chǎn)生氫氣的鹽水——它們被5個(gè)組合氣室所分離，用來(lái)循環(huán)鹽水和淡水。這些組合氣室能夠產(chǎn)生0.5到0.6伏特的電壓——研究人員表示，這已經(jīng)足夠讓微生物燃料電池產(chǎn)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(chǎn)生21到26毫升的氫氣。毫無(wú)疑問(wèn)，這是一個(gè)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(shí)驗室中奏效。雖然制造氫氣的設備價(jià)格昂貴，但這種裝置不需要外部能源，因此在這一過(guò)程中也不會(huì )有溫室氣體產(chǎn)生。

    華盛頓哥倫比亞特區美國海軍研究實(shí)驗室的化學(xué)家Leonard Tender指出，該研究小組的這套裝置“非常簡(jiǎn)單，而他們的實(shí)驗結果也得到了很好的解釋?zhuān)⑶液敛缓?rdquo;。他強調，擴大氫氣生產(chǎn)規模的一個(gè)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(dòng)的化學(xué)副產(chǎn)品迅速堵塞——這將減少保持電壓差所需的離子流。Tender說(shuō)，一旦攻克這一瓶頸，這項技術(shù)將為利用廢水中的有機物產(chǎn)生能源提供極大的可能性。

    坦佩市亞利桑那大學(xué)的化學(xué)工程師Csar Torres表示，擴大生產(chǎn)規模還面臨著(zhù)一項挑戰，那就是“讓細菌一直滿(mǎn)意”。因為如果將細菌代謝所產(chǎn)生的全部能量用來(lái)產(chǎn)生氫氣，將會(huì )影響到微生物的生長(cháng)和繁殖。