用糖为手机发电
一种新型燃料电池可以利用活细胞中常见的酶从糖中产生少量的电能。如果这项技术能够成功地应用于大规模生产,人们就可以用手机分享甜味饮料。一种新型燃料电池可以利用活细胞中常见的酶从糖中产生少量的电能。如果这项技术能够成功地应用到大规模生产中,人们就可以用他们的手机分享甜味饮料(因为糖可以发电来供应手机)。
燃料电池中的化学反应可以发电。这一过程通常依赖于贵金属,如铂。在活细胞中,酶通过分解糖来获得电子,进而产生能量,起到类似的作用。
圣路易斯大学的Shelley D.Minteer说,以前的研究人员在燃料电池中使用酶时很难保持酶的活性。生物细胞可以不断产生新的酶,但燃料电池中没有机制可以替代快速降解的酶。
同样来自圣路易斯大学的明泰尔和塔玛拉·克洛茨巴赫(Tamara Klotzbach)现在已经开发出一种聚合物,这种聚合物可以封装酶,并将其储存在只能用显微镜才能看到的袋子里。“我们改进了袋子,为酶提供了一个理想的微环境,”明泰尔解释道。这种聚合物可以保持酶的活性几个月而不是几天。
在新的燃料电池中,填充有酶的微小聚合物包被嵌入包裹在电极周围的薄膜中。当含糖液体中的葡萄糖进入袋子时,酶将其氧化,释放出电子和质子。电子穿过薄膜进入一根电线,并通过这根电线到达其他电子。电线中的电子与大气中的氧气反应生成水。电子在电线中流动形成电流,电流可以产生电能。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的化学工程师保罗·肯尼斯指出,新的燃料电池目前不会产生太多的电能,但它们确实能产生电能这一事实令人兴奋。肯尼斯说:“让它发电是一大成就。”
消耗糖的燃料电池可能成为高效的发电工具。糖很容易获得,消耗糖的新燃料电池是可生物降解的,所以这项技术不会对环境造成危害。目前,科学家正试图使用其他能从糖中产生更多电能的酶。他们希望这项新技术能在不到三年的时间里用于流行产品。
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