不久前，汤森透发布的《2014世界最具影响力的科研精英》报告中，浙大能源工程学院教授成少安入选与生态学科的“高被引科学家”，他的实验室里，成千上万受了“驯化”的细菌正在利用污水进行发电。
细菌经过“驯化”，既能清洁废水，又能发电
走进成少安的实验室，几十个比火柴盒大一些的透明“盒子”摆放着，这就是细菌电池的“原型”。仔细看，盒子上方有两个小孔，一个孔注入污水，一个孔则排出被细菌“消化”过后变清的水。盒子的两侧是两块圆形的材料，一个是阴极，一个是阳极。细菌在阳极表面生长，靠消耗废水中的有机物新陈代谢，产生的电子则传递到电极上。在加一个载荷，就形成了电流。
“我们从每平方米电极材料产生零点几毫瓦，到几十毫瓦电，再提高到几千毫瓦，已经提高到5个数量级。”成少安说，“细菌经过‘驯化’，就能持续地消耗废水中的有机物，既清洁了废水，又能有发电效果。而且对来说是‘零负担’。”
细菌发电研究曾是“孤独”的研究。从上世纪90年代之后，科学界对细菌产电的关注逐渐升温。美国宾州州立大学的教授布鲁斯·洛根提出，如果细菌让废水发电能实现，那么既处理了废水，又产出了电能，一举两得。
布鲁斯·洛根的课题组从污水厂取来污水，开始了雄心勃勃的实验。当时是课题组之一的成少安负责实验装置的搭建和电极材料的研发。“在最初的可行性验证阶段，电量只有几毫瓦，但我看到浑浊的废水慢慢变得清澈，说明细菌在工作啦！”成少安说，那是细菌第一次带给他“与信心”。
期待走出实验室，实际应用
2009年，成少安回到母校浙大继续他的研究。他的课题组一方面对细菌燃料电池的发电机理做进一步研究，同时也在进行大体量单体细菌电池的研发，努力让这项技术早日实际应用。
细菌燃料电池的难点之一，是让尽可能多的微生物附着在电极表面，而不是在污水中“泳”。“给他们一个舒适的，让他们高效工作。”电极材料的研发就是一个攻关方向。成少安设计的实验装置和材料，由于十分巧妙，被全世界很多实验室沿用。
“细菌比我们想象的聪明得多。”成少安说。比如，一开始课题组用一层薄膜把污水中的细菌分成厌氧、好氧两个“房间”，但“墙壁”会令电池内部的电阻增大，影响发电效率。拆掉“墙壁”会怎样呢？课题组发现，当细菌进入反应器一段时间之后，无需人为干预，就会自动“站队”，形成两个区域，好氧的细菌紧贴在空气阴极一侧，而厌氧的细菌则舒舒服服地附着在另一头的碳材料阳极上工作。“这样，我们的反应结构就可以简化不少！”
成少安说，他通过计算得出，一个10万人小城市，生活产生的污水用来发电的话，可以供给1000户人家的用电量。
“我们国家产生的废水量一天是54亿吨，用实验室里这样迷你的装置肯定不行。还要做扩大化研究，就是把它变成立方级的，甚至几十立方、几百立方单体，这样才能在现实中应用。”成少安说，要让这项技术走出实验室，还需要科学家们的共同努力。
《 》（ 2014年10月27日 20 版）
·深圳海关副处长因情人互掐牵出巨额受贿被处罚
·甘肃三农民私分22万元国家扶贫款 目前涉案资金已追回
·公务员职务级别调整将参考平时考核结果
·安徽萧县新建办公楼“冬眠” 闲置2年几成放羊场
·高清：重庆千吨货轮长江“腰折”倾覆
延伸内容：