據估計,到2050年,世界人口將達到95億。鑒於我們目前的大部分能源是由化石燃料產生的,如果這種能量索取模式持續下去,那麼會給緩解氣候變化的工作帶來更多難題。
近年來,受到關注的一種想法是使用稱為微生物燃料電池(MFCs)發電。這些燃料電池依賴於某些自然存在的微生物本身能力,這些微生物通過交換電子產生電能,而它們的「食物」就是普通有機物質,我們日常生活的廢水可以為這些微生物提供發電所需的燃料。
目前,在實驗室內實現了微生物燃料電池能夠為計算器,小型風扇和LED等小型設備供電,如果將該技術擴大規模,它將具有廣闊的前景。
MFC使用由陽極和陰極組成的系統,所謂的陽極和陰極就是被薄膜隔開的陽極室和陰極室,微生物在陽極上生長,並將有機物轉化為二氧化碳,質子和電子。
然後,所產生的電子通過外部電路傳輸到陰極室,在陰極室中,質子與電子之間的反應消耗掉氧氣並形成水。只要不斷地轉換基板,電子就會流動,然後就有了電。
MFC發電具有許多優點:可以在任何地方設置系統。與傳統的廢水處理方法(例如活性汙泥系統)相比,它們產生的「汙泥」更少;它們可以組裝,使用模塊化設計來構建更大的系統。它們對鹽分具有很高的耐受性,並且可以在室溫下運行。
MFC發電未來可能會改變發電結構,因為所需燃料更環保,包括尿液,廢水中的有機物,有生命的植物分泌到土壤中的物質(根系分泌物),無機廢物(如硫化物),甚至是氣態汙染物。在電影《回到未來》中有一鏡頭,博士的汽車燃料箱可以放入各種生活垃圾,看似誇張,但這種設想也許在未來並不是奢望。