微生物燃�電池是一種利用微生物將有�(jī)物中的化�(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝��
Title 微生物電�
煤炭、石�、天然氣,是�(dāng)前人�(lèi)生活中的主要能源。隨著人�(lèi)社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提�,需要消耗的能量日益增多??墒沁@些大自然恩賜的能源物�(zhì)是通過(guò)千萬(wàn)年的地殼變化而逐漸積累起來(lái)�,數(shù)量雖�,但畢竟有限。因此,人們終將面臨能源危�(jī)的一��
�(dāng)然,人們可以從許多方面獲取能源。例如太�(yáng)能就是一�(gè)巨大的能�。此外像�?zé)帷⑺�?、原子核裂變都可以放出大量的熱能。試?yàn)研究表明,利用微生物�(fā)電,向人們展示出美好的前��
電池有很多種�(lèi),燃料電池是這�(gè)家族中的后起之秀。一般電池是由正�、負(fù)�、電解質(zhì)三部分構(gòu)�,燃料電池也是這樣:讓燃料在負(fù)極的一頭發(fā)生化�(xué)反應(yīng),失去電�;讓氧化劑在正極的一頭發(fā)生反�(yīng),得到從�(fù)極經(jīng)�(guò)�(dǎo)線跑�(guò)�(lái)的電�。同普通電池一�,這時(shí)�?qū)Ь€里就有電流通過(guò)�
電極活性物�(zhì)
燃料電池可以用氫、聯(lián)�、甲醇、甲�、甲�、乙烷等作燃�,以氧氣、空�、雙氧水等為氧化�。我們可以利用微生物的生命活�(dòng)�(chǎn)生的所謂“電極活性物�(zhì)”作為電池燃料,然后通過(guò)�(lèi)似于燃料電池的辦�,把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,成為微生物電池�
作為微生物電池的電極活性物�(zhì),主要是�、甲�、氨等等。例�,人們已�(jīng)�(fā)�(xiàn)不少能夠�(chǎn)氫的�(xì)菌,其中屬于化能異養(yǎng)菌的有三十多�,它們能夠發(fā)酵糖�(lèi)、醇�(lèi)、有�(jī)酸等有機(jī)�,吸收其中的化學(xué)能來(lái)滿足自身生命活動(dòng)的需要,同時(shí)把另一部分的能量以氫氣的形式釋放出�(lái)。有了這種氫作燃料,就可以制造出氫氧型的微生物電池來(lái)�
在密閉的宇宙飛船�,宇航員排出的尿怎么�?美�(guó)宇航局�(shè)�(jì)了一種巧妙的方案:用微生物中的芽孢桿菌來(lái)處理�,生�(chǎn)出氨�,以氨作電極活性物�(zhì),就得到了微生物電池,這樣既處理了�,又得到了電能。一般在宇航條件�,每人每天排�22克尿,能得到47瓦電�。同樣的道理,也可以讓微生物從廢水的有機(jī)物當(dāng)中取得營(yíng)�(yǎng)物質(zhì)和能�,生�(chǎn)出電池所需要的燃料�
盡管微生物電池還處在試驗(yàn)研究的階�,但它預(yù)示著不久的將�(lái),將給人�(lèi)提供更多的能��
早期將微生物�(fā)酵的�(chǎn)物作為電池的燃料�
1910年,英國(guó)植物�(xué)家馬克·比特首次發(fā)�(xiàn)了細(xì)菌的培養(yǎng)液能夠產(chǎn)生電�,他用鉑作為電極成功制造出了�(gè)微生物燃料電��
20世紀(jì)60年代微生物發(fā)酵和�(chǎn)電過(guò)程合為一��
20世紀(jì)80年代電子傳遞中間體的廣泛�(yīng)��
1984年,美國(guó)制造了一種能在外太空使用的微生物燃料電池,它的燃料為宇航員的尿液和活�(xì)�,不�(guò)放電率極低;
2002年后,無(wú)需使用電子傳遞中間體�
2016�,英�(guó)巴斯大學(xué)、倫敦大學(xué)瑪麗皇后�(xué)院及布里斯托爾生物能源中心的研究人員共同推出了一款以尿液為燃料的微生物燃料電��