糞便尿液毫無用途?如果尿液能充電、大便能發電呢

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導語：研究者已使用這種以尿液動力電池為智能手機充電，不過充滿電大約需要64小時。這些電池可產生近1安的電流以及3伏左右的電壓。但耶羅普洛斯認為，通過調整材料和工藝，可以進一步提高該電池的功率。

出品|網易科學人欄目組 惜辰

據BBC網站報道，尿液、糞便和衛生用品廢棄物臭不可聞，卻有望成為21世紀的新型綠色燃料，促進全世界衛生狀況的改善。

人類的排泄物若未經處理，可能會污染水源、河流和沿海地區。飲用水不潔凈和廁所狀況有待改善是發展中地區面臨的一個嚴峻問題。更發達的地區則需要大量的能源處理廢水，以保障用水安全。

一些研究者讓我們改觀了。人類的排泄物擁有成為珍貴商品的潛力。

一些富有創造力的工程師正在研究如何把人類的排泄物變成家庭照明能源或汽車動力。讓我們看看這是如何實現的。

微生物助力，尿液變電力

西英格蘭大學的研究人員已打造出一種微生物燃料電池，可在細菌的幫助下將尿液轉化為電力。這種電力可用於為小房間照明、為小型電子設備充電等任務。

燃料電池的獨特之處在於，它們含有細菌。而這類細菌通常在海洋船舶和石油鑽塔的金屬底部生長。這種電池中，細菌在電極上生長，並以尿液中的有機物質為食，當尿液流經這些細菌時，會產生一小股電流。

西英格蘭大學的教授揚尼斯?耶羅普洛斯（Ioannis Ieropoulos）表示，「這項技術不僅可以凈化廢水、改善衛生條件，同時又能發電。」他也是布里斯托生物能源中心的主任，也是該研究項目的領導者。

研究者已使用這種以尿液動力電池為智能手機充電，不過充滿電大約需要64小時。這些電池可產生近1安的電流以及3伏左右的電壓。但耶羅普洛斯認為，通過調整材料和工藝，可以進一步提高該電池的功率。

對於衛生狀況堪憂和電力未普及的某些地區，這種技術有望產生巨大的影響。目前全球超過25億人無法享受安全的衛生條件，12億人無電可用。今年7月，該研究團隊在烏干達的一所女子學校安裝了這種微生物燃料電池組，為廁所和校內的一條通道提供照明。

該技術也可以在發達國家得到應用。

他指出，「每時每刻世界各地的下水道都排放著大量的廢水。這是該技術的最大潛力，如果我們把電池安裝在儘可能接近廢水源頭的地方，就可以產生供家用電器使用的電力，並減輕廢水處理廠的工作量。」

糞便變廢為寶

人類的糞便有望為微生物燃料電池所用。耶羅普洛斯正通過比爾及梅林達?蓋茨基金會與美國研究人員展開合作。該基金會他們正開發一些技術，把固體糞便轉化可流經燃料電池的污泥。

耶羅普洛斯說：「我們已在電池中測試這種糞便污泥。污泥中養料更豐富，因此可以產生更多的電力。」

在英國布里斯托爾，韋塞克斯水供（Wessex Water）在污水處理廠中安裝了沼氣廠，每天可把原污水轉化為5600萬升生物甲烷。

根據總部位於日本的聯合國大學的一份報告，如果所有人類糞便都轉化為沼氣，可為1.38億戶家庭提供電力。

在城鎮和城市下方的下水道中，還有一些令人厭惡的東西可以派上用場。

巨型油脂塊化身生物柴油

全球幾乎每個城市中，固體廢物積聚起來，成為堵塞下水道的大胖子。這種固體廢物由由衝下廁所的油脂和個人衛生用品凝固而成。

上個月在倫敦懷特查佩爾一條下水道發現的油脂塊是目前已發現並被公開的尺寸最大的油脂塊之一。它長250米，是溫布利球場長度的兩倍，重達130噸。工作人員花了近三周的時間才把它清理掉。但油脂塊並沒有被扔進垃圾填埋場。一個創新型加工廠把它轉變為1萬升生物柴油中，這些生物柴油可為公共汽車和卡車所用。

這家工廠由位於英國北部柴郡的阿金特能源公司（Argent Energy）經營。該廠開發的技術能夠把惡臭而骯髒的油脂塊轉變為清潔燃料，該技術可過濾污物、利用酯酶反應（esteriesterification）改變脂肪的化學性質，接著進行蒸餾。所得燃料與普通柴油混合後可用於標準柴油發動機。

據阿金特能源的開發總監迪肯?波斯奈特（Dickon Posnett）解釋，「這些東西堵塞了下水道，但含有大量可轉變成燃料的物質。」波斯奈特估計，每年從英國下水道和水處理廠中抽出的油脂有30萬噸至40萬噸之多。五年內，紐約處理油脂堵塞的費用高達1800萬美元。

目前，阿金特能源的加工廠每周從英國伯明翰市的一家處理廠獲得大約30噸的下水道脂肪，可生產大約2000升燃料。但波斯奈特認為，該工廠全面投產後，每年可生產多達9000萬升生物柴油。

這家工廠能夠處理的不僅限於油脂塊。

「工廠可以處理各種高度降解的脂肪和油脂，」波斯奈特表示，「因此還可以處理變質腐臭的蛋黃醬或湯。」

以糞便為食 黑水虻幼蟲被壓榨成飼料

位於開普敦的AgriProtei公司處理食物廢物的方式更加不尋常。該公司養殖以廢棄食物為食的黑水虻幼蟲，再把它們脫水壓榨，從中提取養料豐富的油狀物。這種油狀物可供家畜食用，是一種環保型飼料。

（AgriProtein的創始人詹森?J?德魯站在黑水虻培育工廠中，這個工廠每天可生產90噸至100噸蛋白質。）

AgriProtein已在南非設立了一家工業規模的工廠來處理食品廢物，但現在這些處理方法也適用於人類糞便。

生物循環公司（BioCycle）正使用AgriProtei的飼料來處理人類糞便。該公司的主管馬克?劉易斯（Marc Lewis）表示：「蒼蠅喜歡人類糞便。」生物循環公司在南非德班設立了一家試點加工廠，從南非誇祖魯-納塔爾省的8萬個廁所中收集了3噸糞便污泥。

黑水虻幼蟲被植入污泥中，13天後幼蟲被收集處理成飼料。劉易斯預計，當工廠完全投入使用時，每周可製造多達940升的油狀燃料。除了作為燃料出售，這種油還擁有其他用途。它富含月桂酸，月桂酸是一種常見於椰子油的化合物，通常用於肥皂和潤膚霜中。

劉易斯還認為，把糞便變廢為寶擁有很大的發展前景。

他說，「隨著研究的進一步深入，我們可把工業知識應用到其他危險廢物中。」這些廢物包括肉類加工廠的動物糞便或剩餘飼料。如何處理這些廢物正成為全球面臨的一大問題。

多虧科技的進步，最令人不快的東西卻有望為構築更美好未來貢獻一份力。

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