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低温
生物质燃料电池:吃的是草 发的是电
【燃料电池是通过什么产生电 微生物燃料电池的应用】 美国科学家最新开发出一种直接以生物质为原料的低温燃料电池 。这种燃料电池只需借助太阳能或废热就能将稻草、锯末、藻类甚至有机肥料转化为电能,能量密度比基于纤维素的微生物燃料电池高出近100倍 。相关论文已发表在《自然》杂志子刊《自然通讯》上 。
尽管以甲醇或氢驱动的低温燃料电池技术得到长足发展,但由于聚合材料缺乏有效的催化系统,低温燃料电池技术一直无法直接使用生物质作为燃料 。新研究中,美国佐治亚理工学院的研究人员开发出的这种新型低温燃料电池,能够借助太阳能或热能激活一种催化剂,直接将多种生物质转化为电能 。
这种技术,在室温下就能对生物质进行处理,对原材料的要求极低,几乎适用于所有生物质,如淀粉、纤维素、木质素,甚至柳枝稷、锯末、藻类以及禽类加工的废料都能被用来发电 。如果缺乏上述原料,水溶性生物质或悬浮在液体中的有机材料也没有问题 。该设备既可以在偏远地区以家庭为单位小规模使用,也可以在生物质原料丰富的城市大规模使用 。
生物质燃料电池的研究面临的难题是,具有碳—碳链的生物质不易通过常规的催化剂,哪怕是昂贵的贵重金属催化剂分解 。为了解决这个问题,科学家研制出微生物燃料电池,利用微生物和酶来分解生物质 。但这种方法的缺点是:微生物和酶只能选择性地分解某些特定类型的生物质,对原料的纯度要求较高 。
负责此项研究的佐治亚理工学院化学与生物分子工程学教授邓玉林(音译)和他的团队通过引入外界能量来源来激活燃料电池的氧化还原反应 。在新系统中,生物质原料被磨碎后与一种多金属氧酸盐(POM)催化物溶液相混合,之后被置于阳光或热辐射下 。作为一种光化学和热化学催化剂,POM既是氧化剂也是电荷载体 。在光辐射或热辐射下,POM会使生物质发生氧化,将生物质的电荷运送到燃料电池的阳极,而电子则会被输送到阴极,在阴极进行氧化反应,通过外电路产生电流 。邓玉林表示,如果
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