细菌可发电 前景诱人

2011-09-08 12:49 · jimi

利用细菌发电原理,可以建立较大规模的细菌发电站。计算表明,一个功率为1000千瓦的细菌发电站,仅需要10立方米体积的细菌培养液,每小时消耗200千克糖即可维持其运转发电。

历史

细菌发电的历史可以追溯到1910年。当年,英国植物学家马克•皮特首先发现有几种细菌的培养液能够产生电流。于是他以铂作电极,放进大肠杆菌或普通酵母菌的培养液里,成功地制造出世界上第一个细菌电池。

1984年,美国科学家设计出一种太空飞船使用的细菌电池,其电极的活性物质是宇航员的尿液和活细菌。不过,那时的细菌电池放电效率较低。

直到20世纪80年代末,细菌发电才有了重大突破,英国化学家彼得•彭托在细菌发电研究方面才取得了重大进展。他让细菌在电池组里分解分子,以释放出电子向阳极运动产生电能。在糖液中他还添加了某些诸如染料之类的芳香族化合物作稀释剂,来提高生物系统中输送电力的能力。在细菌发电期间,还要往电池里不断充入空气,用以搅拌细菌培养液和氧化物质的混合物。据计算,利用这种细菌电池每100克糖可获得135.293×10^4库仑的电,其效率可达40%。这已远高于目前使用的太阳电池效率,况且其还有再提高10%的潜力可挖。只要不断给这种细菌电池里添入糖,就可获得2安培的电流,且能持续数月之久。但是要很多的糖,如果把细菌放入甘蔗?也许可以做一个甘蔗电池。

研究

利用细菌发电原理,还可以建立细菌发电站。在10米见方的立方体盛器里充满细菌培养液,就可建立一个1000千瓦的细菌发电站,每小时的耗糖量为200千克,发电成本是高了一些,但这是一种不会污染环境的“绿色”电站,更何况技术发展后,完全可以用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液,因此,细菌发电的前景十分诱人。

美国设计出一种综合细菌电池,是由电池里的单细胞藻类首先利用太阳光将二氧化碳和水转化为糖,然后再让细菌利用这些糖来发电。

日本将两种细菌放入电池的特制糖浆中,让一种细菌吞食糖浆产生醋酸和有机酸,而让另一种细菌将这些酸类转化成氢气,由氢气进入磷酸燃料电池发电;英国则发明出一种以甲醇为电池液,以醇脱氢酶铂金为电极的细菌电池。

两位美国科学家宣称,他们已发明了世界上第一种能够发电的“细菌电池”。这项研究是由五角大楼提供资金支持的,该项目的两位研究员马萨诸塞州立大学的斯瓦德斯•查德乌里(印度籍)和德里克•拉威莱(美国籍)说,这种电池的原料是地下的细菌,它们在吞噬糖的过程中,能够把能量转化为电。

前景

利用这种细菌电池发电,其效率可达40%,远远高于现在使用的电池的效率,且能持续数月之久。即使这样,还有10%的潜力可挖掘。

利用细菌发电原理,可以建立较大规模的细菌发电站。计算表明,一个功率为1000千瓦的细菌发电站,仅需要10立方米体积的细菌培养液,每小时消耗200千克糖即可维持其运转发电。这是一种术会污染环境的“绿色”’电站,而且技术发展后,完全可以用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的水解物来代替糖液。因此,细菌发电的前景十分诱人。

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