這兩個技術(shù)分別為微生物燃料電池（MFC），即利用生活廢水中自然存在的細菌發(fā)電，以及逆向電滲析（RED），也就是利用淡水和鹽水之間的鹽度梯度來發(fā)電。科研小組負責人、能源與環(huán)境研究專家布魯斯·羅根表示：“這兩個技術(shù)每個都存在優(yōu)點和弊端，把它們結(jié)合在一起，取其優(yōu)點，結(jié)合之后，效果更佳。”
科研小組研究指出，把生活廢水中的細菌降解，再結(jié)合淡水和海水之間的鹽度梯度來發(fā)電，優(yōu)勢更加明顯。另外，廢水中蘊含有大量以有機物形式存在的能量，而這些能量是處理這些廢水所需能量的10倍之多。
“通常我們不利用這些能量，而是簡單地放任自流，浪費很多能量。”羅根表示。而生活廢水加上家畜和食品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水所蘊含的全部能量幾乎可以維持全美水利基礎(chǔ)設施的運行。“我預計通過MRC技術(shù)，可為美國帶來17吉瓦的電力，要知道，一座核反應堆一年發(fā)電能力也只有1吉瓦左右。”羅根自信地說。
科研小組把MRC技術(shù)的發(fā)電原理報告發(fā)表在了3月2日出版的《科學》雜志上。報告顯示，在使用RED技術(shù)時，淡水和海水會被水泵壓過兩個膜片，這對膜片與帶相反電荷的電極相連，會讓正負電荷分別朝不同的方向行進，當離子朝它們各自的電極移動時，就會產(chǎn)生電流。但這一方法需要使用很多膜片，因此成本很高。而MFC的技術(shù)，則是利用微生物群來分解和氧化有機物，此過程會釋放出向陽極移動的電子，而這時水中的氫離子則會通過質(zhì)子交換膜并進入獨立的陰極，這樣一個從陽極到陰極的游走產(chǎn)生了電力。而氫離子還會與周圍的氧相結(jié)合，形成清潔的水。
科研小組把一個由幾對膜片組成的RED模塊置于一個MFC的陰極和陽極之間，以此形成MRC技術(shù)。兩者結(jié)合可獲得更高的能量密度，即RED堆會增加MFC的電流，而MFC電極之間的電壓能使RED堆使用更少的膜片進行操作。
羅根還大膽假設，如果利用碳銨鹽溶液來代替海水發(fā)電效果會更好。把RED堆中的海水替換成碳銨鹽溶液，這不僅能提高能量密度，碳酸氫銨也能在堆內(nèi)再生，使該堆成為一個封閉系統(tǒng)。
另悉，阿卜杜拉國王科技大學對這一技術(shù)非常感興趣，該大學希望與羅根小組共同合作，而且不會吝嗇資金和人力的支持。
