細菌電池

生物學家預言，21世紀將是細菌發電造福人類的時代。説起細菌發電，可以追溯到1910年，英國植物學家利用鉑作為電極放進大腸桿菌的培養液裏，成功地製造出世界上第一個細菌電池。

1984年，美國科學家設計出一種太空飛船使用的細菌電池，其電極的活性物質是宇航員的尿液和活細菌。不過，那時的細菌電池放電效率較低。

到了20世紀80年代末，細菌發電才有了重大突破，英國化學家讓細菌在電池組裏分解分子，以釋放電子向陽極運動產生電能。

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，來提高生物系統輸送電子的能力。在細菌發電期間，還要往電池裏不斷地充氣，用以攪拌細菌培養液和氧化物質的混和物。據計算，利用這種細菌電池，每100克糖可獲得1352930庫侖的電能，其效率可達40%，遠遠高於現使用的電池的效率，而且還有10%的潛力可挖掘。只要不斷地往電池裏添入糖就可獲得2安培電流，且能持續數月之久。

利用細菌發電原理，還可以建立細菌發電站。在10米見方的立方體盛器裏充滿細菌培養液，就可建立一個1000千瓦的細菌發電站，每小時的耗糖量為200千克，發電成本是高了一些，但這是一種不會污染環境的"綠色"電站，更何況技術發展後，完全可以用諸如鋸末、秸稈、落葉等廢有機物的水解物來代替糖液，因此，細菌發電的前景十分誘人。細菌電池具非常大的開發性.

各發達國家如八仙過海，各顯神通：美國設計出一種綜合細菌電池，是由電池裏的單細胞藻類首先利用太陽光將二氧化碳和水轉化為糖，然後再讓細菌利用這些糖來發電；日本將兩種細菌放入電池的特製糖漿中，讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸，而讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣，由氫氣進入磷酸燃料電池發電；英國則發明出一種以甲醇為電池液，以醇脱氫酶鉑金為電極的細菌電池。

人們還驚奇地發現，細菌還具有捕捉太陽能並把它直接轉化成電能的"特異功能"。美國科學家在死海和大鹽湖裏找到一種嗜鹽桿菌，它們含有一種紫色素，在把所接受的大約10%的陽光轉化成化學物質時，即可產生電荷。科學家們利用它們製造出一個小型實驗性太陽能細菌電池，結果證明是可以用嗜鹽性細菌來發電的，用鹽代替糖，其成本就大大降低了。由此可見，讓細菌為人類供電已不是遙遠的設想，而是不久的現實。

日本最大的手機制造商NEC公司正在研製一種使用甲醇和納米技術的燃料電池，該公司表示這種電池的電能儲量將是普通鋰電池的10倍，這意味着使用現有型號手機的用户在一個月內無需對手機進行充電，或者持續24小時使用筆記本電腦。NEC表示將推出商用手機燃料電池。

英國伯明翰大學的科學家則另闢蹊徑，不久前開發出一種只有幾毫米大小的微型發動機，有望用在手機等攜帶式設備上。別看這種小到可以放在指甲蓋上的發動機樣子不起眼，但提供的能量卻是普通電池的300倍。

科學家甚至還“異想天開”：用糖為手機提供能源。2012年2月，兩位美國科學家宣佈，他們已發明出世界上第一粒能效高的“細菌電池”。原來，電池電力來源是地下土壤中的細菌，它們可以消耗糖分，將能量轉換成電力。這種細菌名叫Rhodoferaxferriducens，生長在弗吉尼亞州牡蠣灣附近地下深處沒有空氣的沉積層中，被看作是很有前途的糖分氧化介質。通常微生物電池一般的能效只有普通電池的“10%或者不到10%”，而這種新型細菌電池的能效是83%。

人們相信，手機所需的能源隨着手機技術的發展將不斷趨於完善。