未來可用尿液驅動的新一代汽車

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朝油箱撒尿是一種常被人談論、而實際中並不多見的青少年損壞公物行為,也許有一天它還有更實用和有力目的。

多少尿液才能驅動一輛電動車?

要多少尿液才能給一輛特斯拉電動車充滿電?對這種尚處於初級階段的技術,答案是需要驚人數量的尿液。以配備 90 千瓦時-400 伏鋰離子電池的 X 型(Model X)電動車為例,如果接上微生物燃料電池,去任何地方前,它都必須不停地充電。

艾羅普洛斯(Leropoulos)表示,根據 2016 年英國格拉斯頓伯里音樂節(Glastonbury Music Festival)尿液初步研究所揭示的信息,「微生物燃料電池可產生 500兆瓦-2.8 伏的穩定電力輸出」。這相當於 108 千瓦時,比特斯拉電動車鋰離子電池所需的功率和電壓都至少低出兩個數量級。

換言之,大約 100 次英國格拉斯頓伯里音樂節所收集到的尿液才能為您的豪華電動車充滿電,如果配備更多的微生物燃料電池,則這一數字會有所減小。但我們希望有一天,電池充電能力能用「格拉斯頓伯里音樂節」衡量。— 大衛·K·吉布森

英國西英格蘭大學布里斯托的一個研究團隊開發出一種將人類尿液轉化為電能的方法。尿液基本上是一種化學物溶液,如果這些化學物能得到適當利用,則尿液就可以像其他化學物一樣成為燃料。布里斯托研究團隊利用一種微生物燃料電池(MFC)系統,通過微生物產生電能,使其成為代謝過程的一個環節。布里斯托生物能中心主任兼首席研究員揚尼斯·艾羅普洛斯(Ioannis Ieropoulos)表示,「微生物將有機物轉化為能量的效率極高,可超過 96%,而性能良好的微生物燃料電池效率最高也不到 60%,顯然還有很大的改進空間。」

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實地測試中,研究團隊在校園中安裝了一個特製的尿壺,隨後又在格拉斯頓伯里音樂節現場安裝了另一個。(格拉斯頓伯里試驗中,一天收集一千個成年男子的尿液,並進行單流回收。)兩個試驗中,微生物燃料電池都產生足以點亮內部 LED 照明裝置的電力。

目前,這一過程產生的電流僅能給智能手機或提供連續照明的鋰離子電池充電。在電力基礎設施薄弱的地區(特別是考慮到公共場所照明的安全需要),尿液有著巨大的優勢,陽光可能被雲層遮住,風可能停,但尿液卻會源源不斷。由於這項技術前途無量,目前它已經獲得比爾和梅琳達基金會的支持,正在通過樂施會部署,將尿液產生的能量帶給發展中國家的難民。

另外,尿液發電的額外收益是,其最終產品更為環保。艾羅普洛斯表示,「微生物燃料電池產生的廢水比進入的尿液要乾淨,元素平衡性改善,可作為化肥使用。此外,微生物燃料電池還能回收磷酸鹽等有用的資源。」

他繼續說,「在確定哪些化合物和濃度不利於發電前,我們還需要進行若干實驗,在從格拉斯頓伯里試驗數據看,似乎帶酒精的尿液作為燃料的效果非常之好。」

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這顯然是一項潛力巨大的技術。受到當代科技以及人類膀胱容量的限制,尿液驅動的電動車還只是個精心炮製的白日夢。

但艾羅普洛斯並不這麼認為。他表示,「利用這種技術,我們已連續或間歇為直流泵、直流電機、計算用微控制器和傳感器等電子裝置充電。我們設想,未來將有更先進的材料、能效更高的執行器和存儲裝置,由此就能以尿液和其他有機廢料作為燃料,為電動車的電池充電。」

有了充足的時代啤酒(Stella Artois),您的電動車就可以永遠開下去。

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