发布时间:2017-03-28 13:55 原文链接: 梁禹翔:让微生物燃料电池性能翻倍

  你能想象这发生在一个25岁小伙子身上吗?就读于浙江工商大学环境科学与工程学院的研究生梁禹翔,巧妙地借助太阳光辅助提升微生物燃料电池的输出性能,开发出了目前国际上该领域输出功率最高、稳定性最好的光电微生物燃料电池,相关成果在国际顶级期刊连发9篇学术论文,授权了6项国家发明ZL,为该技术的工程化应用做出了突破性贡献。

  量变引发质变

  这个1992年出生在浙江新昌的小伙子,戴着眼镜,开朗随和,尽管在全球顶级期刊连发了9篇学术论文,但给人的第一印象总是特别的斯文、有礼、谦逊。

  2010年,梁禹翔进入浙商大环境工程专业就读本科,2014年考上本校研究生,学的是环境科学与工程专业。在校七年,他记得环境学院逸夫楼有一张电梯文化图——图上讲的是0.99的365次方和1.01的365次方的区别。“它告诉我:每天只比你努力一点点的人,其实最后会把你甩得很远,而我们每天比别人多做一点,总会收获数倍于别人的成果。”

  微生物燃料电池,简称MFC,是十几年前兴起的一项能够同时实现污染物降解与产电的技术,主要是由美国布鲁斯·罗根、布鲁斯·里特曼院士等研究发展推广。传统电池普遍利用镍、铬等剧毒重金属为氧化还原剂,使用后难以处理,会产生严重的二次污染物。而现有的燃料电池则基本需要消耗氢气和氧气,成本极高。微生物燃料电池则是一种以无危害的电活性微生物为催化剂,以废水中的有机物为氧化剂,无毒无危害,而且可以同时实现降污产能。尽管MFC相比传统电池有众多的优势,但相对较差的输出性能仍旧限制了其实际应用。

  微生物燃料电池的性能能不能在我们手里提升?这成为梁禹翔日思夜想的问题。他所在的课题组——浙江省固体废物处理与资源化重点实验室在电化学以及生物电化学降解方向具有多年的研究经验。在导师沈东升、冯华军的指导下,梁禹翔一头扎进了实验室。

  “做科研的过程就像‘怀孕’”

  有人说,科学本身就是伟大的美,具有无穷的魅力。这种魅力使人钟爱科学,树立献身科学的理想和信念;又使人甘愿摒弃安逸舒适,专心致志埋头于实验室里的工作。在梁禹翔眼中,研究过程中的每一步,都能给自己带来满满的成就感。

  在导师冯华军和沈东升的悉心指导下,梁禹翔进行了很多实验研究,从发现新现象到严谨分析再到实际应用,这样的循环一直在持续。他相信很多同学跟自己一样,“或许你已经记不清自己查阅了多少篇文献、重复了多少次实验、修改了多少次论文,但你一定记得第一篇文章被接收、第一个ZL被授权、第一个项目被验收的时刻,很多做科研的前辈都称呼这个过程为‘怀孕’,怀胎十月只为它的诞生,痛并快乐”。

  经历了难以计算的尝试后,终于,梁禹翔发现通过在阳极上构建光催化材料,使得MFC能够利用太阳能加速微生物的降解速率,通过增强电子产生与转移的效率,从而提高MFC的性能。

  “机会只留给有准备的人”

  3月23日,在浙商大2017届研究生毕业典礼上,梁禹翔作为毕业生代表发言。校长陈寿灿在讲话中特别提到,梁禹翔成功开发的光微生物燃料电池,同时解决了能源短缺以及环境污染两大难题,他在环境、电化学及能源领域国际顶级期刊上发表9篇相关成果的论文,总影响因子达45,获得众多国际同行认可。现场师生报以热烈的掌声。

  据环境科学与工程学院书记郑苏法介绍,浙商大将科学严谨的办学融入到培养学生的全过程中,激发学生“双创”能力。在全国百支科技团队中,唯一的环境团队就来自该学院的“小平创新团队”。从大一开始,53名专业老师至少每人带一个创新项目,仅围绕“小平创新团队”就有10支卫星小队。像梁禹翔这样有想法、有能力的学生,学校不但组建了学生科研项目,还提供了大量的科研基金支持。此外,学校各类奖学金也主要以各类创新创业成果为评价标准,鼓励学生自主创新创业。

  “首先必须比别人做得更多更快更高效,才能更早拥有足够多的高质量论文,从而斩获各类奖励奖学金,最后别人才给出优秀评价。因此,可以断定所有的成功必定与前期的行动呈显著正相关的关系,机会只留给有准备的人。”梁禹翔如是说。

相关文章

南开大学微生物学研究成果被写进国际权威教科书

从南开大学获悉,该校王磊教授团队首次揭示霍乱大流行菌株起源和完整进化途径的研究成果,该成果被写入美国微生物学会出版的权威教科书《微生物》。此前该成果发表于《美国国家科学院院刊》,《科学》也以“当今的霍......

《智能实验室微生物质谱鉴定平台》正式发布

近日,中国国家标准化管理委员会正式发布了全新的国家标准GB/T42580-2023《智能实验室微生物质谱鉴定平台》,并将于2023年12月1日正式实施。本文件起草单位:北京鑫汇普瑞科技发展有限公司、机......

母亲的微生物可能会促进剖腹产婴儿的大脑发育

 一项对剖腹产婴儿进行的最大规模的研究发现,用母亲的阴道分泌物擦拭剖腹产婴儿以促进其微生物组的发育似乎是安全的,而且可能会促进婴儿的大脑发育。这项针对76名婴儿和母亲的随机盲法试验发现,与未......

ACSNano:基于本征无序蛋白域的相分离合成细胞器

代谢工程和合成生物学工具有潜力驯化微生物细胞工厂,这些工厂能够有效生产大量化学品和材料,包括大宗和特种化学品、生物燃料、聚合物和药物。所需产物的微生物生产可以通过在微生物底盘细胞中异源表达特定酶或整个......

低温下分解塑料的微生物发现

据发表于最新一期《微生物学前沿》杂志的论文,瑞士联邦森林、雪与景观研究所(WSL)的科学家在阿尔卑斯山和北极发现了能在低温下分解塑料的微生物。论文第一作者、WSL客座科学家乔尔·鲁提称,研究表明,从高......

饥饿的细菌才捣乱

根据亚当-罗森塔尔博士的研究结果,细菌群落中基因相同的细胞表现出不同的功能。这意味着该群体的某些成员表现出更多的被动行为,而其他成员则产生使我们感到不舒服的毒素。荧光显微镜图像显示,在一个基因相同的群......

防治污染,让微生物“吃掉”有害气体

常用的生物大气治理技术主要有生物过滤、生物滴滤和生物洗涤3种。与其他有机废气处理技术相比,生物大气治理技术具有安全性好、无二次污染等优点,对处理低浓度或生物可降解性强的有机废气效果较好。随着我国工业的......

科学家“复活”石器时代分子,展现古代微生物多样性

古代基因组重建和生物技术的突破正在揭示旧石器时代微生物丰富的分子秘密。在最新一期《科学》杂志上发表的研究中,德国莱布尼茨天然产物研究和感染生物学研究所、马克斯·普朗克进化人类学研究所以及美国哈佛大学领......

开发出非标记液滴单细胞微生物生长表型筛选技术

微生物生长表型筛选是工业育种、酶定向进化和合成生物学等领域面临的限速步骤。精准的单细胞精度生长表型测量是突破上述瓶颈的关键。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心开发了低成本、非标记的微型......

科学家揭示奶牛瘤胃微生物降解柑橘提取物规律

北京农学院动物营养与畜产品开发创新团队揭示了奶牛瘤胃微生物对柑橘提取物的短期定植规律,探索了柑橘提取物在瘤胃内的降解机制。近日,相关研究以《柑橘皮在瘤胃发酵过程中定植菌群的动态变化特征》为题,发表在微......