“利用科學(xué)的突飛猛進(jìn)得到能源”，這句話寫在邁克˙霍夫曼的個人網(wǎng)站最醒目的位置，如果你了解霍夫曼的研究領(lǐng)域，以及他做出的卓越貢獻(xiàn)，你就會發(fā)現(xiàn)，這句話是對他研究生涯的最好注腳。

邁克˙霍夫曼是美國工程院院士、加州理工學(xué)院工程與應(yīng)用科學(xué)系教授，四十年來，他的研究領(lǐng)域覆蓋了大氣化學(xué)、光化學(xué)、環(huán)境催化、高級氧化脈沖功率等離子體化學(xué)以及污染的控制等環(huán)境科學(xué)與環(huán)境化學(xué)的方方面面。近年來，霍夫曼受到中國一些高校邀請，多次來到中國舉辦講座，參加學(xué)術(shù)會議。他甚至已經(jīng)有了一個中文名字—賀明開。前不久，霍夫曼再次來到中國，出席了“廁所創(chuàng)新大賽—中國區(qū)”的啟動儀式。

變糞為寶

霍夫曼職業(yè)生涯早期的主要興趣點在于研究過氧化氫和相關(guān)過氧化物應(yīng)用于污染控制的優(yōu)勢，而過氧化氫現(xiàn)在被人們廣泛用于控制污水排放系統(tǒng)，廢水抽水池和廢水處理廠中硫化氫的生成與排放。近幾年，霍夫曼的研究小組開始積極研究一些與太陽能燃料制造相關(guān)的問題，其中就包括曾經(jīng)贏得“第一屆全球廁所創(chuàng)新大賽”一等獎的新型太陽能馬桶。

霍夫曼設(shè)計的太陽能馬桶內(nèi)含有一個太陽能供電的生化反應(yīng)器，它能夠?qū)⑹占�的水和人類排泄物分解之后轉(zhuǎn)化為肥料和氫氣，而經(jīng)過消毒處理過后的水(主要來源其實是尿液)可以用于灌溉或沖廁。

雖然處理排泄物并不是一個小的工程，但在接受美國國家公共廣播電臺的采訪中，他曾經(jīng)自信地回答：“對于一個普通家庭來說，太陽能馬桶可以足夠擔(dān)負(fù)起轉(zhuǎn)換能源的作用。假設(shè)一個家庭人數(shù)是5人，那么一天將總計產(chǎn)生1千克糞便和5公升水。我們的馬桶在3~4小時內(nèi)就可以將它們處理完。”而在北京，接受新華社記者采訪時，霍夫曼說：“想象一下，一個人每天可以排泄1.5升尿液和300克糞便，如果將這一數(shù)量乘以北京人口，每天得有多少東西需要處理。”

“下一代廁所”

1775年，世界上第一個抽水馬桶誕生。這項發(fā)明引發(fā)了公共衛(wèi)生領(lǐng)域的革命。但如今200多年過去了，相比醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域，廁所再也沒有任何革命性的創(chuàng)新。另一方面，沖水式馬桶需要耗費巨大的水資源，而城市中排水和污水處理系統(tǒng)的建設(shè)也需要大筆資金。對于很多發(fā)展中國家來說，高昂的成本往往讓他們望而卻步，只能降低廁所的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。全球仍有25億人缺乏滿足基本安全、衛(wèi)生需求的廁所，其中約10億人只能露天大小便。

2012年，蓋茨基金會發(fā)起了“全球廁所創(chuàng)新大賽”，試圖掀起一次新的“廁所革命”。蓋茨基金會對“下一代廁所”的要求非常嚴(yán)苛：衛(wèi)生、節(jié)能、廉價和舒適。這樣的要求并沒有難倒霍夫曼和他的研究小組，他們設(shè)計的太陽能馬桶最終拔得頭籌，獲得了10萬美金的獎勵。

霍夫曼的太陽能馬桶完全滿足“下一代廁所”的所有條件。太陽能馬桶用太陽能電池板為馬桶內(nèi)部的電化學(xué)系統(tǒng)供能。這樣一來會產(chǎn)生兩種物質(zhì)：一種是氫氣，另一種是尿液中的鹽分產(chǎn)生的氯。氯能產(chǎn)生一種溫和的消毒液來沖洗廁所，而氫氣則能夠被用來烹飪或給燃料電池充電產(chǎn)生電能。整個過程產(chǎn)生的固體殘渣則可以用做化肥。

毋庸置疑，對于蓋茨基金會提出的定義“下一代廁所”的所有條件，霍夫曼的太陽能馬桶都能夠滿足：衛(wèi)生：它可以去除人類排泄物中的病原體，并將其轉(zhuǎn)化為可用的能源;節(jié)能：它不需要外接水源、電源以及排水管道系統(tǒng);廉價：每人每天使用它的綜合成本少于5美分;舒適：太陽能馬桶外表美觀、無異味。

就像霍夫曼的個人網(wǎng)站上寫的那樣：利用科學(xué)的突飛猛進(jìn)得到能源。他一直致力于能源的循環(huán)利用。以前他作為索諾瑪研究機構(gòu)的共同創(chuàng)始人時，他就曾為NASA的一艘航天飛機設(shè)計了一個排尿系統(tǒng)，他也曾為海軍設(shè)計過污水處理系統(tǒng)，還參與過為寶馬汽車制造氫燃料的項目。

當(dāng)霍夫曼發(fā)明出了一個可持續(xù)性的、可產(chǎn)生能源的太陽能馬桶的消息傳出來后，他的手機比往常響得更頻繁了。“它(太陽能馬桶)引起了廣泛的興趣”，霍夫曼在介紹項目的一個視頻里說，“無論怎樣，我們希望設(shè)計出的系統(tǒng)能夠幫助發(fā)展中國家減少因不衛(wèi)生而導(dǎo)致的疾病傳播。”

在設(shè)計出獲獎的模型之后，霍夫曼和他的研究小組下一步的任務(wù)是：在盡量減少成本的前提下，制作出一個可以正常運營的成品。