最近，科羅拉多大學波爾得分校的工程師們成功開發(fā)了一種新型生物制造工藝，通過利用啤酒廢水中培養(yǎng)的生物有機物來生產(chǎn)制造電池電極所需的碳基材料。

啤酒廠和電池制造廠的獨特組合開創(chuàng)了一種全新的雙贏模式。一方面，啤酒廠可以省去處理廢水的巨額費用；另一方面，這為電池制造商提供了一種簡單可行的方法，利用可再生的自然衍生物來生產(chǎn)電池電極。

泰勒·哈金斯（TylerHuggins）是科羅拉多大學波爾得分校的畢業(yè)生，他是這一研究的主要負責人。他說：“啤酒廠每生產(chǎn)1升啤酒，就會產(chǎn)生7升廢水。這些廢水不能直接傾倒，需要額外的凈化過程。”

將生物材料或生物質(zhì)（例如木材）轉化為碳基電池電極，已經(jīng)應用于一些能源工業(yè)部門。但是，天然的生物質(zhì)因為其有限的產(chǎn)量，提取過程中的損耗和化學組分的限制，使得它非常昂貴并且難以優(yōu)化。

不過，科羅拉多大學波爾得分校的研究人員利用一種高效率的生物轉化系統(tǒng)來生產(chǎn)這種原本結構復雜、成分獨特的生物質(zhì)。這一生物系統(tǒng)的核心是一種可以快速生長的真菌（粗糙鏈孢霉，Neurosporacrassa），而培育這種真菌的富糖廢水正好來自同樣快速增長的科羅拉多產(chǎn)業(yè)---啤酒廠。

哈金斯說：“啤酒廠的廢水是我們實驗用真菌的完美繁殖場所，我們可謂樂享其成?！?br/>
通過在廢水中培養(yǎng)原料，研究人員從一開始就很好地控制了真菌繁衍的化學和物理過程。因此，他們成功創(chuàng)造了迄今為止最高效的由自然過程而產(chǎn)生的鋰離子電池電極，并且在生產(chǎn)過程中“順便”凈化了啤酒廠廢水。

有關這項研究的論文近日發(fā)表在了美國化學會《AppliedMaterials&Interfaces》期刊上。

如果這項研究的規(guī)模進一步擴大，啤酒廠可以極大減少處理市政污水的費用，電池制造商也可以輕松獲得培育真菌所需的良好介質(zhì)。

科羅拉多大學波爾得分校的副教授任志勇（音譯ZhiyongJasonRen）是該研究的共同作者，他說：“這項研究的新穎之處在于，成功地將之前自上而下的制備方法改變?yōu)槟壳白韵露系姆绞?。我們從一開始就設計并控制真菌的各種生物特性?！?br/>
哈金斯和該研究的另外一名共同作者賈斯汀·懷特利（JustinWhiteley）已經(jīng)為該技術申請了專利，并且成立了一家依托于科羅拉多大學、名叫Emergy的初創(chuàng)企業(yè)，以進一步發(fā)展該技術。

哈金斯表示，這一生物系統(tǒng)具有大規(guī)模應用的潛力，因為在整個過程中并沒有引進新的設備或者材料。

研究人員和波爾德當?shù)氐腁veryBrewing啤酒廠建立了合作關系，希望開發(fā)該技術的試點項目。哈金斯和懷特利也于近日參加了美國能源部在芝加哥舉辦的創(chuàng)業(yè)孵化競賽。

任志勇表示，他將繼續(xù)這一研究，探索廢水中真菌快速生長的機理和性質(zhì)。他說：“這項研究代表了科羅拉多大學波爾得分校的企業(yè)家精神。我很高興看到學生們開發(fā)的這一革命性技術。能源存儲是科羅拉多州和美國的一大機會。”