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在培養(yǎng)箱中培育可用于發(fā)電的微生物

更新時間:2017-08-31點擊次數(shù):1661

   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)是通過千萬年的地殼變化而逐漸積累起來的,數(shù)量雖多,但畢竟有限。因此,人們終將面臨能源危機的一天。當(dāng)然,人們可以從許多方面獲取能源。例如太陽能就是一個巨大的能源。此外像地?zé)?、水力、原子核裂變都可以放出大量的熱能。試驗研究表明,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)過導(dǎo)線跑過來的電子。細(xì)菌培養(yǎng)箱同普通電池一樣,這時候?qū)Ь€里就有電流通過。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。現(xiàn)在我們可以利用微生物的生命活動產(chǎn)生的所謂“電極活性物質(zhì)”作為電池燃料,然后通過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、有機酸等有機物.吸收其中的化學(xué)能來滿足自身生命活動的需要,同時把另一部分的能量以氫氣的形式釋放出來。有了這種氫作燃料,就可以制造出氫氧型的微生物電池來。
  在密閉的宇宙飛船里,宇航員排出的尿怎么辦?美國宇航局設(shè)計了一種巧妙的方案:用微生物中的芽孢桿菌來處理尿,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)從廢水的有機物當(dāng)中取得營養(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研究的階段,但它預(yù)示著不久的將來,將給人類提供更多能源。

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