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可以制造能量的微生物

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:现在可以利用微生物的生命活动产生的所谓“电极活性物质”作为电池燃料,然后通过类似于燃料电池的办法,把化学能转换成电能,成为微生物电池。有了这种氢做燃料,就可以制造出氢氧型的微生物电池来。美国宇航局设计了一种巧妙的方案:用微生物中的芽孢杆菌来处理尿,生产出氨气,以氨做电极活性物质,就得到了微生物电池。同样的道理,也可以让微生物从废水的有机物当中取得营养物质和能源,生产出电池所需要的燃料。

煤炭、石油、天然气,是当前人类生活中的主要能源。随着人类社会的发展和生活水平的提高,需要消耗的能量日益增多。可见这些能源物质虽然数量多,但都属于不可再生能源。因此,人们终将面临能源危机的一天。

现在,人们也可以从许多方面获取能源。例如,太阳能就是一种巨大的能源。此外像地热、水力、原子核裂变也可以放出大量的热能。试验研究表明,利用微生物发电,将会有美好的前景。

电池有很多种,燃料电池是这个家族中的后起之秀。一般电池是由正极、负极、电解质三部分构成,燃料电池也是这样:让燃料在负极的一头发生化学反应,失去电子;让氧化剂在正极的一头发生反应,吸收负极的电子。同普通电池一样,这时候导线里就有电流通过。

燃料电池可以用氢、联氨、甲醇、甲醛、甲烷、乙烷等做燃料,以氧气、空气、双氧水等为氧化剂。现在可以利用微生物的生命活动产生的所谓“电极活性物质”作为电池燃料,然后通过类似于燃料电池的办法,把化学能转换成电能,成为微生物电池。

作为微生物电池的电极活性物质,主要是氢、甲酸、氨等。例如,人们已经发现了不少能够产生氢的细菌,其中属于化能异养菌的有30多种,它们能够发酵糖类、醇类、有机酸等有机物,分解有机物释放的能量一部分被生命活动所吸收,同时把另一部分能量以氢气的形式释放出来。有了这种氢做燃料,就可以制造出氢氧型的微生物电池来。

在密闭的宇宙飞船里,宇航员排出的尿怎么办?美国宇航局设计了一种巧妙的方案:用微生物中的芽孢杆菌来处理尿,生产出氨气,以氨做电极活性物质,就得到了微生物电池。这样不仅处理了尿,而且还得到了电能。一般在宇航条件下,每人每天排出22克尿,能得到47瓦电力。同样的道理,也可以让微生物从废水的有机物当中取得营养物质和能源,生产出电池所需要的燃料。

尽管微生物电池还处在试验研究阶段,但在不久的将来,它将给人类提供更多能源。

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