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什么是生物电池?

科普小知识2022-10-27 19:05:07
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传统的化学电池已经伴随了人类相当长的时间。随着科学技术的发展,人们用树叶、核桃壳、玉米芯、垃圾木屑和其他废弃物作为“燃料”来制造电池,这种电池被称为生物电池。与普通电池相比,生物电池具有结构简单、工作可靠、不放热、不损坏电路板、成本低、无噪音、不污染环境、不起火、不爆炸等优点。

什么是生物电池?

生物细胞的基本原理是将生物质能直接转化为电能。它的基本化学方程式是葡萄糖->葡萄糖酸+2H++2e-.生物质包含的大部分能量来自太阳能,太阳能是由绿色植物和光合细菌通过光合作用转化而来的。仅由地球上的植物捕获的太阳能每年产生至少4.2×1017千焦的*能。这是一种非常丰富的能源。原则上,生物质能可以直接转化为电能,主要是因为生物体内存在与能量代谢密切相关的氧化还原反应。这些氧化还原反应相互影响,相互依赖,形成生物体能量代谢的网络。有些反应是在单一酶的催化下完成的,有些反应是相互关联的。前一个反应的产物是下一个反应的底物,形成一条生产线,并且相关的酶被组织在一起形成用于共催化的多酶体系。

目前,一些海洋信号灯、导航灯和海洋无线电设备已经使用了生物电池,这些电池利用细菌和海水等生物发电。由生物电池驱动的模型船也在海上航行。有人把整个海洋想象成一个巨大的生物电池,并在海上建立了一个电力工业基地。

其他人设想生物电池将被用作宇宙飞船的电源。众所周知,当载人宇宙飞船在太空航行时,宇航员生活在封闭的环境中。如果在宇宙飞船上设计并建造一个用于物质转化的封闭循环系统,宇航员新陈代谢排出的二氧化碳和尿液就可以转化为可用的氧气、水和食物。

为了实现航天器中的物质循环,生物电池是必不可少的。经过实验,美国科学家在“双子座”和“阿波罗”宇宙飞船上使用了生物电池。生物电池发出电能,用于与航天器通信和控制航天器,从而实现航天器内的物质循环。宇宙飞船没有什么可以扔掉的,它可以轻而易举地到达神秘的太空深处。