Instead of just flushing it away, your pee could one day generate power. Researchers have developed a way to create affordable and renewable electricity with a fuel cell that runs on urine.
The new device relies on natural biological processes of so-called electric bacteria, essentially living cells that eat and breathe electricity.
"These electric bacteria are a fascinating type of bacteria that are capable of transferring electrons generated by the breaking down of organic compounds extra-cellularly," said study co-author Mirella Di Lorenzo, a professor in the Department of Chemical Engineering at the University of Bath, in the United Kingdom.
-Extracellular processes are things that happen outside a cell, in the space on the other side of the cell membrane.
For the new fuel cell, researchers at the University of Bath, Queen Mary University of London and the Bristol Bioenergy Centre collected electric bacteria from sewage at a water treatment plant in the U.K.
Di Lorenzo said it is still not well understood how these bacteria can transfer electrons; in normal electricity generation, electrons move by being given to "electron acceptors" inside the fuel cells. These electrons are donated to an electrode and power is gathered through this movement.
"Some bacteria have conductive wires that carry the electrons, others will use some specific compounds in solution that act as electron shuttles," Di Lorenzo told Live Science. "In other cases, the transfer is done by direct contact between the bacterial cell and the electrode."
The scientists worked on this idea to develop a means of generating electricity at low cost, which could help with combatting dependence on fossil fuels (since urine would be the only fuel needed to run the cell).
"The advantages of microbial fuel cells rely in the simplicity of the design," Di Lorenzo said.
The device is also carbon-neutral, according to the researchers, which means no additional carbon dioxide is released into the atmosphere when it operates. The cost-effectiveness of the materials used, the zero emission of harmful gasses, and the use of waste as fuel with the additional advantage of treating waste while generating electricity all contribute to how the device can support secure, affordable and environmentally friendly energy, Di Lorenzo said.
Furthermore, microbial fuel cells, or "bio-batteries," are much cheaper to develop than similar technologies. They measure just 1 square inch, or about the size of a postage stamp, and use a carbon catalyst at the cathode that is made up of glucose and ovalbumin, which is a protein found in egg white. This means the catalyst is renewable and a much cheaper alternative to the platinum that microbial fuel cells often use, the researchers said.
According to the International Energy Agency, around 1.2 billion people in the world don't have access to electricity. By developing cheap and simple ways of generating electricity, such as microbial fuel cells, people in these poor and developing or rural areas could be helped much sooner, the researchers said.
"The technology has the potential of addressing the poor sanitation in developing countries and remote areas while generating electricity," Di Lorenzo said.
Currently, the urine-powered fuel cell can generate around 2 watts per cubic meter of energy, which is about enough to power a cellphone, but the team is working on improving the design, and the researchers said they are confident they will be able to increase the fuel cell's performance.
"To have created technology that can potentially transform the lives of poor people who don't have access to, or cannot afford electricity, is an exciting prospect," study lead author Jon Chouler, a Ph.D. student at the Centre for Sustainable Chemical Technologies at the University of Bath, said in a statement. "I hope this will enable those in need to enjoy a better quality of life as a result of our research."
แทนที่จะแค่ล้างมันออกไปฉี่สักวันจะสร้างพลังงาน นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการสร้างราคาไม่แพงและพลังงานทดแทนไฟฟ้าด้วยเซลล์เชื้อเพลิงที่วิ่งในปัสสาวะอุปกรณ์ใหม่ที่ต้องอาศัยกระบวนการทางชีวภาพของแบคทีเรียธรรมชาติ ไฟฟ้า เรียกว่า หลักชีวิตเซลล์ที่กินและพ่นไฟ" แบคทีเรียไฟฟ้าเหล่านี้ที่น่าสนใจชนิดของแบคทีเรียที่มีความสามารถในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นโดยหมดสภาพสารอินทรีย์เสริม cellularly กล่าวว่า " การศึกษาร่วมเขียนมิเรลล่า di Lorenzo , อาจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมเคมีที่มหาวิทยาลัยบาธ , สหราชอาณาจักร- กระบวนการและสิ่งที่เกิดขึ้นภายนอกเซลล์ ในพื้นที่ในด้านอื่น ๆของเยื่อหุ้มเซลล์ .สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงใหม่ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยบาธ พระราชินีแมรี่มหาวิทยาลัยลอนดอน และบริสตอล ศูนย์รวบรวมพลังงานไฟฟ้าใช้แบคทีเรียจากโรงบำบัดน้ำเสียในอังกฤษdi Lorenzo กล่าวว่ามันยังคงไม่เข้าใจว่าแบคทีเรียเหล่านี้สามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอน ในการผลิตไฟฟ้าปกติ อิเล็กตรอนเคลื่อนที่โดยการให้ " อิเล็กตรอนเปรียบเทียบ " ภายในเซลล์เชื้อเพลิง อิเล็กตรอนเหล่านี้จะบริจาคเป็นขั้วไฟฟ้าและพลังงานถูกรวบรวมผ่านการเคลื่อนไหวนี้" แบคทีเรียบางชนิดได้นำสายไฟที่มีอิเล็กตรอน ผู้อื่นจะใช้เฉพาะสารประกอบในสารละลายที่เป็นลำอิเล็กตรอน " di Lorenzo บอกว่าวิทยาศาสตร์อยู่ . ในบางกรณี การโอนจะกระทำโดยการติดต่อโดยตรงระหว่างเซลล์แบคทีเรียและขั้ว”นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในความคิดนี้ เพื่อพัฒนาวิธีการผลิตไฟฟ้าในราคาต่ำ ซึ่งช่วยต่อสู้การพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ( เพราะปัสสาวะจะเป็นเพียงเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการเรียกใช้เซลล์ )" ข้อดีของเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์อาศัยในความเรียบง่ายของการออกแบบ " di Lorenzo กล่าวอุปกรณ์ที่เป็นคาร์บอนที่เป็นกลางตามที่นักวิจัย ซึ่งหมายความว่าไม่มีเพิ่มเติมคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยสู่บรรยากาศเมื่อดําเนินงาน ต้นทุน - ประสิทธิผลของวัสดุที่ใช้ ศูนย์รังสีที่เป็นอันตราย gasses และใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์เพิ่มเติมของการรักษาของเสียระหว่างผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งหมดสนับสนุนว่าอุปกรณ์สามารถรองรับความปลอดภัยราคาไม่แพงและพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม , di Lorenzo กล่าวนอกจากนี้เซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ หรือ " ไบโอ แบตเตอรี่ จะถูกกว่ามากในการพัฒนามากกว่าเทคโนโลยีที่คล้ายกัน พวกเขาวัดเพียง 1 ตารางนิ้ว หรือประมาณขนาดของแสตมป์ และใช้คาร์บอนตัวเร่งปฏิกิริยาที่แคโทดที่ถูกสร้างขึ้นของกลูโคสและโอวัลบูมิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบในไข่ขาว หมายถึง ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นพลังงานหมุนเวียนและทางเลือกที่ถูกกว่าแพลตตินั่มเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์มักจะใช้ นักวิจัยกล่าวว่าตามที่สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ ประมาณ 1.2 พันล้านคนในโลกที่ไม่ได้มีการเข้าถึงไฟฟ้า โดยการพัฒนาวิธีราคาถูก และง่ายในการสร้างกระแสไฟฟ้า เช่น เซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ ผู้คนยากจนเหล่านี้และการพัฒนา หรือชนบทอาจจะช่วยให้เร็วกว่านี้ นักวิจัยกล่าวว่า" เทคโนโลยีมีศักยภาพของเทคโนโลยีที่สะอาดในประเทศกำลังพัฒนาและพื้นที่ห่างไกล ขณะที่การไฟฟ้าฝ่ายผลิต " di Lorenzo กล่าวขณะนี้มีปัสสาวะขับเคลื่อนเซลล์เชื้อเพลิงสามารถสร้างรอบ 2 วัตต์ต่อลูกบาศก์เมตรของพลังงานซึ่งมีประมาณเพียงพอที่จะเปิดมือถือแต่ทีมทำงานในการปรับปรุงการออกแบบและนักวิจัยกล่าวว่าพวกเขามั่นใจว่าพวกเขาจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเซลเชื้อเพลิง ." ได้สร้างเทคโนโลยีที่สามารถเปลี่ยนชีวิตของคนจนที่ไม่สามารถเข้าถึง หรือ ไม่สามารถผลิตไฟฟ้า เป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้น , " ผู้เขียนนำการศึกษาจอน chouler , Ph.D . นักเรียนที่ศูนย์ยั่งยืนเทคโนโลยีทางเคมีที่มหาวิทยาลัยบาธ , กล่าวในงบ . " ฉันหวังว่านี้จะช่วยให้ผู้ที่ต้องการจะเพลิดเพลินไปกับคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นเป็นผลจากการวิจัยของเรา”
การแปล กรุณารอสักครู่..
