生物电池
生物电池,用一种芽胞杆菌来处理人的排泄物,生产氨气,氨气作为电极活性物质,在铂电极发生电极反应,用于宇宙飞船中。2013年科学家已经发现,可以把细菌体表蛋白生成的能量收集起来,作为电能。这项重大突破将会导致由细菌产生的清洁电流,或称“生物电池(bio batteries)”诞生。
基本信息
- 中文名
生物电池
- 外文名
bio-fuel cells
- 分类
单步反应型生物电池
- 主要特点
安全性强
简介
生物电池
生物电池(bio-fuel cells),是指将生物质能直接转化为电能的装置(生物质蕴涵的能量绝大部分来自于太阳能,是绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的)。从原理上来讲,生物质能能够直接转化为电能主要是因为生物体内存在与能量代谢关系密切的氧化还原反应。这些氧化还原反应彼此影响,互相依存,形成网络,进行生物的能量代谢。
分类
按场所的不同
1、单步反应型生物电池,指利用生物体内的氧化还原物质发生氧化还原反应制成的生物电池。
2、多步反应型生物电池,指生物体外的氧化还原物质发生氧化还原反应制成的生物电池。
3、细胞型生物电池,指生物体细胞外的氧化还原物质发生氧化还原反应制成的生物电池。
它们的主要差别是反映场所不同。分别是“于生物体内”,“于生物体外”以及“与生物体细胞外”。
按催化剂的来源
1、微生物电池
微生物电池由阳极室和阴极室组成。有一个质子交换膜将两极室分开。基本反应类型分为四步:
1) 在微生物的作用下,燃料发生氧化反应,同时释放出电子。
2)介体捕获电子并将其运送至阳极。
3) 电子经外电路抵达阴极,质子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
4)氧气在阳极接收电子,发生氧化还原反应。
阳极反应:C6H12O6+6H2O→6CO2+24H++24e
阴极反应:6O2+24H++24e-→12H2O
2、酶电池