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尿液发电能否成为一种新能源途径？
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关于用尿液发电，以前在网上曾经看到关于一则关于街头骗子的新闻。骗子宣称水1斤，食盐2两，尿素1两混合在一起就能配置发电水，而且这种发电水能连续发电100小时，一个月能为家中节约50度电，并用录音机进行演示，许多人大喊惊奇！后来被戳穿，原来骗子身边有个同伙，每次同伙看到骗子将插头放进“发电水”里时，就会按下手中遥控器的开关使录音机“转动”，所谓的“发电水”纯粹是骗人的。
那么尿液究竟能否用于发电呢？尿液是我们身体大循环排出的“废物”，成分是95%的水加5%的代谢物，其中尿素占2%。一个尿素分子含有4个氢原子，最关键的是，尿素中的氢原子不像水中的氢原子那样结合得很紧密，因此“拆开”这些化学键所需的能量会比较少，这样将使得制氢的效率更高。电解尿素溶液的化学实验告诉我们，如果采用镍做催化剂，通过电化学氧化，可直接使尿素转化成纯氢。 尿素分子被吸附在镍电极表面，通电就可被分解，纯氢则在阴极生成。
昨天看到一则新闻，似乎就是利用的这个原理。但要我看，这则新闻并不“新”。新闻《非洲女孩发明“尿液发电”新技术》说：由四名十几岁女孩打造的一台靠尿液驱动的发电机在尼日利亚首都拉各斯举办的2012非洲制造者集会上首次亮相。根据制造者集会的博客所述，尿液首先被添加到一个电解槽中来分离出氢气，这些氢气随后就通过滤水器进行了过滤，而且其中的任何水分都能够通过一个水硼砂构成的圆柱形装置去除。最后一步将使用氢气来为一台发电机提供能源并且产生电流。
而10月29日的新闻《荷兰研究用尿液发电，300毫升能点亮灯泡两小时》则说，通过大规模废水处理设备，可浓缩提炼出含有高浓度氨的废水，再加上氮和磷，就能被燃料电池所用。
我一直认为，将废物转换成有用的东西，是应该鼓励的。但是这样的系统必须是自维持的，而且考虑设备投入在内的总成本，最终必须是合算的，否则就只是一个小范围自娱自乐的游戏而已。在作为商业应用前，还应考虑稳定的原料供应。就这个采用电解获取氢气的例子来说，应该还有一些技术问题并没有说清楚。比如尿液中除了尿素，还含许多其他离子，比如氯离子也能够和氢离子结合形成盐酸，氯离子在电解作用下，也可能失去电子变成氯气等等。
英国斯特莱斯克莱德大学的华人教授陶善文，是世界上第一个直接利用尿素做燃料电池的发明者。他认为电解尿液制氢需要耗费大量电能，代价高昂，不宜推广普及能不能利用尿液中的有效成分，不通过电解制氢，直接供给燃料电池产生电能呢？经过1年多的实验研究，他研究的直接尿素燃料电池终于取得成功。在尿素动力燃料电池内部，当水和空气接近1厘米见方的阴极时会产生氢氧离子，这些氢氧离子被吸引到阳极，在那里与尿素反应形成水、氮和二氧化碳。这个反应也产生电子，电子通过外部电路流回阴极。陶善文的研究小组希望，将来有一天这种发电系统形成的电流大到足以为电气设备供电。而且，据说尿素动力燃料电池和它的尿素发电系统还有一些独特的优势：它使用的是低成本的膜、廉价的催化剂系统，以及无毒的、以尿液形式存在的不易燃的化学物质。但是他的这种发电系统形成的电流还不足以为电气设备供电。
很明显，尿素发电系统还是很有吸引力的，特别是在沙漠或岛屿等遥远、孤立地区的发电。军事潜艇、宇宙飞船也应该非常有用，因为这一过程能将尿素或尿液变成水、氮和二氧化碳，也可以用于废水的再处理，是一举多得的。
参考资料
[1] 非洲女孩发明“尿液发电”新技术（http://tech.qq.com/a/20121112/000033.htm）
[2] 荷兰研究用尿液发电，300毫升能点亮灯泡两小时（http://discovery.163.com/12/1009/10/8DCANQUH000125LI.html?from=index）
[3] 能源新途：用尿发电（http://whb.news365.com.cn/xsz/201011/t20101115_2878957.htm）
https://blog.sciencenet.cn/blog-502444-632221.html
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