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在細(xì)菌培養(yǎng)箱中培育可用于發(fā)電的微生物
點(diǎn)擊次數(shù)：1614 發(fā)布時(shí)間：2012-6-12
煤炭、石油、天然氣，是當(dāng)前人類生活中的主要能源。隨著人類社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多?？墒沁@些大自然恩賜的能源物質(zhì)是通過(guò)千萬(wàn)年的地殼變化而逐漸積累起來(lái)的，數(shù)量雖多，但畢竟有限。因此，人們終將面臨能源危機(jī)的一天。當(dāng)然，人們可以從許多方面獲取能源。例如太陽(yáng)能就是一個(gè)巨大的能源。此外像地?zé)?、水力、原子核裂變都可以放出大量的熱能。試?yàn)研究表明，利用微生物發(fā)電，向人們展示了美好的前景。
電池有很多種類，燃料電池是這個(gè)家族中的*。一般電池是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)三部分構(gòu)成，燃料電池也是這樣：讓燃料在負(fù)極的一頭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，失去電子；讓氧化劑在正極的一頭發(fā)生反應(yīng)，得到從負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線跑過(guò)來(lái)的電子。細(xì)菌培養(yǎng)箱同普通電池一樣，這時(shí)候?qū)Ь€里就有電流通過(guò)。燃料電池可以用氫、聯(lián)氨、甲醇、甲醛、甲烷、乙烷等作燃料，以氧氣、空氣、雙氧水等為氧化劑?，F(xiàn)在我們可以利用微生物的生命活動(dòng)產(chǎn)生的所謂“電極活性物質(zhì)”作為電池燃料，然后通過(guò)類似于燃料電池的辦法，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質(zhì)，主要是氫、甲酸、氨等。例如，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不少能夠產(chǎn)氫的細(xì)菌，其中屬于化能異養(yǎng)菌的有30多種，它們能夠發(fā)酵糖類、醇類、有機(jī)酸等有機(jī)物．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來(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)。
在密閉的宇宙飛船里，宇航員排出的尿怎么辦?美國(guó)宇航局設(shè)計(jì)了一種巧妙的方案：用微生物中的芽孢桿菌來(lái)處理尿，生產(chǎn)出氨氣，以氨作電極活性物質(zhì)，就得到了微生物電池，這樣既處理了尿，又得到了電能。一般在宇航條件下，每人每天排出22克尿素，能得到47瓦電力。同樣的道理，也可以讓微生物（細(xì)菌培養(yǎng)箱）從廢水的有機(jī)物當(dāng)中取得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能源，生產(chǎn)出電池所需要的燃料。盡管微生物電池還處在試驗(yàn)研究的階段，但它預(yù)示著不久的將來(lái)，將給人類提供更多能源