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什么是細(xì)菌電池?

2009年10月28日 12:59 本站整理 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:細(xì)菌電池(6474)
什么是細(xì)菌電池?
生物學(xué)家預(yù)言,21世紀(jì)將是細(xì)菌發(fā)電造福人類的時(shí)代。說起細(xì)菌發(fā)電,可以追溯到1910年,英國植物學(xué)家利用鉑作為電極放進(jìn)大腸桿菌的培養(yǎng)液里,成功地制造出世界上第一個(gè)細(xì)菌電池。1984年,美國科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種太空飛船使用的細(xì)菌電池,其電極的活性物質(zhì)是宇航員的尿液和活細(xì)菌。不過,那時(shí)的細(xì)菌電池放電效率較低。到了20世紀(jì)80年代末,細(xì)菌發(fā)電才有了重大突破,英國化學(xué)家讓細(xì)菌在電池組里分解分子,以釋放電子向陽極運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能。其方法是,在糖液中添加某些諸如染料之類的芳香族化合物作為稀釋液,來提高生物系統(tǒng)輸送電子的能力。在細(xì)菌發(fā)電期間,還要往電池里不斷地充氣,用以攪拌細(xì)菌培養(yǎng)液和氧化物質(zhì)的混和物。據(jù)計(jì)算,利用這種細(xì)菌電池,每100克糖可獲得1352930庫侖的電能,其效率可達(dá)40%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在使用的電池的效率,而且還有10%的潛力可挖掘。只要不斷地往電池里添入糖就可獲得2安培電流,且能持續(xù)數(shù)月之久。

  利用細(xì)菌發(fā)電原理,還可以建立細(xì)菌發(fā)電站。在10米見方的立方體盛器里充滿細(xì)菌培養(yǎng)液,就可建立一個(gè)1000千瓦的細(xì)菌發(fā)電站,每小時(shí)的耗糖量為200千克,發(fā)電成本是高了一些,但這是一種不會(huì)污染環(huán)境的綠色電站,更何況技術(shù)發(fā)展后,完全可以用諸如鋸末、秸稈、落葉等廢有機(jī)物的水解物來代替糖液,因此,細(xì)菌發(fā)電的前景十分誘人。

  現(xiàn)在, 各發(fā)達(dá)國家如八仙過海,各顯神通:美國設(shè)計(jì)出一種綜合細(xì)菌電池,是由電池里的單細(xì)胞藻類首先利用太陽光將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為糖,然后再讓細(xì)菌利用這些糖來發(fā)電;日本將兩種細(xì)菌放入電池的特制糖漿中,讓一種細(xì)菌吞食糖漿產(chǎn)生醋酸和有機(jī)酸,而讓另一種細(xì)菌將這些酸類轉(zhuǎn)化成氫氣,由氫氣進(jìn)入磷酸燃料電池發(fā)電;英國則發(fā)明出一種以甲醇為電池液,以醇脫氫酶鉑金為電極的細(xì)菌電池。

  人們還驚奇地發(fā)現(xiàn),細(xì)菌還具有捕捉太陽能并把它直接轉(zhuǎn)化成電能的特異功能。最近,美國科學(xué)家在死海和大鹽湖里找到一種嗜鹽桿菌,它們含有一種紫色素,在把所接受的大約10%的陽光轉(zhuǎn)化成化學(xué)物質(zhì)時(shí),即可產(chǎn)生電荷。科學(xué)家們利用它們制造出一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)性太陽能細(xì)菌電池,結(jié)果證明是可以用嗜鹽性細(xì)菌來發(fā)電的,用鹽代替糖,其成本就大大降低了。由此可見,讓細(xì)菌為人類供電已不是遙遠(yuǎn)的設(shè)想,而是不久的現(xiàn)實(shí)。

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