細(xì)菌電池新進(jìn)展

第一個細(xì)菌電池可以追溯到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，成功地制造出細(xì)菌電池。

近日，inhabitat.com的報(bào)道稱，在MIT的Angel Belcher教授帶領(lǐng)下這個研究小組已經(jīng)制造出了細(xì)菌驅(qū)動鋰電池的正負(fù)極。正負(fù)極是電池的關(guān)鍵部分。正負(fù)極之間通過電解液使電離子流動，然后產(chǎn)生電。不要擔(dān)心這款電池安全性，這種用于發(fā)電的病毒是普通噬菌體，對人體無害。研究人員希望最后制造出標(biāo)準(zhǔn)尺寸汽車電池。這個想法現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)不了，因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在電池只有硬幣大小，而且只能循環(huán)使用大約100次。但令人欣喜的是，電池驅(qū)動材料是無毒化學(xué)物質(zhì)，而且相當(dāng)環(huán)保。

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1000千瓦的細(xì)菌發(fā)電站，每小時的耗糖量為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"。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，即可產(chǎn)生電荷。科學(xué)家們利用它們制造出一個小型實(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)。