把被宠坏的西红柿变成电

2017-03-25 10:22:53

作者:鲜于怔力

根据美国农业部的数据,在加利福尼亚州以外,佛罗里达州是美国第二大多产番茄种植国

这些州共同生产了该国所有商业种植西红柿的三分之二到四分之三

只有中国才能为世界带来更多西红柿

所有这些产品都浪费了:实际上,事实证明,如果你能将佛罗里达州生产的所有番茄废弃物转化为能源,它可以产生足够的电力来为迪斯尼世界提供90天的电力

在南达科他州矿业与技术学院教授Venkataramana Gadhamshetty的指导下,一组研究人员发现,在微生物电化学电池中使用时,收获后遗留下来的受损番茄可以成为强大的能量来源

到目前为止,该团队已经能够将10毫克的番茄废物转化为0.3瓦的电力,这是他们希望通过进一步研究改进的适度开端

初步研究结果显示西红柿是微生物燃料电池中可行的能源,于2014年发表在Journal of Power Sources上

本周在圣地亚哥举行的第251届美国化学学会上,科学家们将报告他们正在努力寻找优化燃料的方法

电池增加电力输出

没有最终进入农产品部分或番茄酱瓶内的西红柿会增加大量的环境废物

普林斯顿大学的化学专业学生亚历克斯福克说,在佛罗里达州,每年有近40万吨(或多达40%的番茄)被抛弃

在他在那不勒斯的家中度过的夏天,福克开始与佛罗里达墨西哥湾沿岸大学的教授Gadhamshetty一起工作

“该项目几年前亚历克斯访问我位于佛罗里达州迈尔斯堡的实验室,并表示他有兴趣研究当地的问题,特别是我们州种植的当地西红柿和大型垃圾处理问题,”Gadhamshetty说

“我们我想找到一种方法来处理这种废物,当它被倾倒在垃圾填埋场时,会产生甲烷 - 一种强大的温室气体 - 当倾倒在水体中时,会产生严重的水处理问题

“微生物或生物燃料电池利用由细菌分解有机物质产生的电流

根据福克的说法,其他一些研究表明,其他类型的食物垃圾以及海洋垃圾可用于燃料电池

这是第一个研究使用番茄废物作为燃料的潜力的人

Gadhamshetty,Fogg和团队将番茄放入专门开发的微生物燃料电池中

然后将来自当地废水处理设施的细菌引入细胞,在那里它氧化番茄废物并触发由燃料电池捕获并引导到电流中的电子的释放

该过程还有助于净化受番茄污染的固体废物和相关废水

研究人员认为,西红柿中的硫胺素和核黄素有助于在水果和燃料电池之间传输电荷

他们现在的计划是微调过程以增加电力输出 - 这项技术在现实世界中是否可行取决于研究人员是否有能力弄清楚如何扩大电力输出

Fogg表示,较大的细菌表面积会明显增加产量,但如何扩大项目的具体细节是正在进行的研究的主题

在本周的会议上,科学家解释了测试方法,这些测试方法可以隔离对电荷转移产生最大阻力的过程部分

他们计划通过确定哪个部件 - 电极,发电细菌,生物膜,布线 - 抵抗电流来改善电池

然后他们将调整或替换该部分

福克希望这项技术最终可以用于各种应用,包括发展中国家的农村地区,这些地区缺乏可靠的废物处理和电网

他预计,在这些地区之外,西红柿将来自加工厂和包装厂,因为大约80%的西红柿经过加工

然而,番茄废弃物也可以在没有发生这种加工的社区的农场现场采购 - 而且对创新能源的需求非常高

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