使用燃料電池作為水處理運(yùn)行能量，可提供一條創(chuàng)造價(jià)值的引力之路。一項(xiàng)新分析顯示，需對(duì)用于飲用的地下水進(jìn)行處理，以去除甲烷。
轉(zhuǎn)向水處理產(chǎn)能技術(shù)
人們正在探索燃料電池技術(shù)，以作為汲取地下水并處理的新方法。
甲烷在地下水中常常可以被發(fā)現(xiàn)，因此，甲烷作為水處理工藝的一部分必須被去除，以便后續(xù)使用。
盡管從污水處理獲取甲烷用于內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)早已應(yīng)用，但是，使用高含量甲烷導(dǎo)致相對(duì)較低的效率已經(jīng)不得不另尋其它替代方法。
荷蘭一項(xiàng)案例研究正在證明，從地下水中獲取甲烷可用于固體氧化物燃料電池(SOFC) 。
位于荷蘭Spannenburg 的一座飲用水處理廠采用真空塔回收了地下水中的甲烷，其質(zhì)量濃度高達(dá)45 mg CH4/L 。
真空塔充滿活性炭，用于分離從回收氣體中去除微量硫化氫，而被提質(zhì)的氣體則用來從甲烷中分離氫，以用于電化學(xué)燃料電池。
進(jìn)一步加工氣體，包括純化、改性等工藝是必要的，以運(yùn)行固體氧化物燃料電池，并防止硫化物損害。盡管如此，示范工程已證明這一方法是可行的。
根據(jù)這項(xiàng)研究，從Spannenburg 項(xiàng)目中回收的甲烷量足以運(yùn)行一個(gè)915kW固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，這為該廠提供了多于1/2的電力，使總溫室氣體排放量減少了17.6％，即，減少了約1794 t CO2。
一種重要的溫室氣體
甲烷主要源于細(xì)菌、有機(jī)物分解或天然氣沉積，是一種重要的溫室氣體。
甲烷一旦從水中分離，簡單通風(fēng)排放或燒掉則意味著水處理廠可能變成一種溫室氣體的巨大貢獻(xiàn)者。
雖然地下水中甲烷僅占總英國甲烷總排放量的0.05%，但根據(jù)英國地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)，若要避免災(zāi)難性溫室效應(yīng)，所有溫室氣體排放都必須計(jì)入。
深入研究燃料電池技術(shù)
固體氧化物燃料電池（SOFC ）技術(shù)對(duì)使用燃料具有靈活性，且電轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60%，幾乎是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的兩倍。
也有利用從污水處理中獲取甲烷或其它物質(zhì)用于燃料電池的嘗試。
例如，微生物燃料電池（MFCs ）已經(jīng)被報(bào)道可以用來處理污水中污染物并產(chǎn)能和產(chǎn)生其它有用物質(zhì)�；诩�(xì)菌，微生物燃料電池可以從富含有機(jī)物的廢水中產(chǎn)生電，如同在飲用水處理廠看到的一樣。
根據(jù)一份報(bào)告和數(shù)據(jù)分析，到2026 年，全球微生物燃料電池市場預(yù)計(jì)將達(dá)到1950萬美元，主要是源于人們對(duì)清潔水的需求。盡管數(shù)字不是很大，但燃料電池技術(shù)對(duì)水處理領(lǐng)域的影響巨大。
一種巨大機(jī)遇
英國Adelan 燃料電池公司首席執(zhí)行官（CEO）Michaela Kendall博士解釋道，“燃料電池代表的高效、清潔電化學(xué)技術(shù)意味著一種巨大機(jī)遇，它可以通過有效利用原材料來改善污水處理行業(yè)的可持續(xù)性，就像上面提到的水處理一樣。
在受Aquatech 在線采訪時(shí)，她說：“這項(xiàng)工藝不僅可以用來改善水質(zhì)，還可以利用處理工藝來提供清潔能源以及其它潛在資源。”
Adelan 燃料微管固體氧化物電池還可以基于污水工作，而無需改變污水性質(zhì)。
她總結(jié)說：“ 隨著新燃料電池技術(shù)出現(xiàn)和產(chǎn)量激增，預(yù)計(jì)燃料電池價(jià)格快速下降已成定局，使這項(xiàng)技術(shù)成為水處理工藝回收能源的明智之選。”
雖然燃料電池技術(shù)在水處理領(lǐng)域應(yīng)用還處于初期階段，但是越來越多證據(jù)表明它具有巨大的優(yōu)勢。
廣泛應(yīng)用燃料電池技術(shù)將會(huì)使水處理行業(yè)符合環(huán)境友好性要求，且能同時(shí)提高水處理的經(jīng)濟(jì)性。
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編譯：趙梓丞 郝曉地
編輯：衣春敏
審核：李德強(qiáng)
