細(xì)菌電池（細(xì)菌電池）

簡介

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。

原理

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。細(xì)菌電池具非常大的開發(fā)性.

發(fā)展

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?？茖W(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)。

新型電池

日本最大的手機(jī)制造商N(yùn)EC公司正在研制一種使用甲醇和納米技術(shù)的燃料電池，該公司表示這種電池的電能儲(chǔ)量將是普通鋰電池的10倍，這意味著使用現(xiàn)有型號手機(jī)的用戶在一個(gè)月內(nèi)無需對手機(jī)進(jìn)行充電，或者持續(xù)24小時(shí)使用筆記本電腦。NEC表示將推出商用手機(jī)燃料電池。

英國伯明翰大學(xué)的科學(xué)家則另辟蹊徑，不久前開發(fā)出一種只有幾毫米大小的微型發(fā)動(dòng)機(jī)，有望用在手機(jī)等攜帶式設(shè)備上。別看這種小到可以放在指甲蓋上的發(fā)動(dòng)機(jī)樣子不起眼，但提供的能量卻是普通電池的300倍。

科學(xué)家甚至還“異想天開”：用糖為手機(jī)提供能源。去年2月，兩位美國科學(xué)家宣布，他們已發(fā)明出世界上第一粒能效高的“細(xì)菌電池”。原來，電池電力來源是地下土壤中的細(xì)菌，它們可以消耗糖分，將能量轉(zhuǎn)換成電力。這種細(xì)菌名叫Rhodoferaxferriducens，生長在弗吉尼亞州牡蠣灣附近地下深處沒有空氣的沉積層中，被看作是很有前途的糖分氧化介質(zhì)。通常微生物電池一般的能效只有普通電池的“10%或者不到10%”，而這種新型細(xì)菌電池的能效是83%。

人們相信，手機(jī)所需的能源隨著手機(jī)技術(shù)的發(fā)展將不斷趨于完善。