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那些奇奇怪怪的燃料电池 让人大跌眼镜

2014年04月01日

蟑螂电池

据国外媒体报道,研究人员通过对蟑螂身体上植入电极可让它变成一个“活体燃料电池”,科学家希望最终昆虫能够携带自身驱动的监控或者信息发送装置。这就像人们进食时将食物分解成葡萄糖,然后进入血液为大脑提供燃料,蟑螂和其他昆虫能够将它们的食物转变为叫做海藻糖(trelahose)的血糖,研究人员使用一种正电极能够分解海藻糖成为更简单的糖,当他们插入一个负电极便能释放电子提供电流。

美国俄亥俄州凯斯西储大学化学家丹尼尔-谢尔逊(Daniel Scherson)是这项研究负责人,他说:“当昆虫进食时将产生化学反应,我们使用这种化学反应作为燃料转变化学能量为电子能量。”

当电极植入昆虫体内并显示完好没有伤害之后,昆虫可以正常地爬行,谢尔逊和同事基于这种方法对蘑菇进行了测试,蘑菇也可以产生一些海藻糖,测试结果显示蘑菇可产生一定的电压。这项研究结果发表在13日出版的《美国化学学会期刊》上。

谢尔逊称,在这项实验中,一只蟑螂最多可产生0.2伏电压,这相当于AAA电池电能的十分之一。该电能完全可以将信息发送至2英寸的距离。如果某个环境下没有有效电源方式,可以利用昆虫身体的化学反应提供电能。

糖类燃料电池

美国弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)宣布,开发出了使用多糖类的燃料电池。这种电池的容量密度比锂离子充电电池高10倍以上,该大学表示,“3年以内就能达到在手机及平板电脑等产品上使用的水平”。该电池是弗吉尼亚理工大学副教授张以恒等人开发的。

此次开发的电池利用由淀粉部分水解获得的麦芽糊精(Maltodextrin)等多糖类以及空气中的氧气来生成电力和水。使用人工合成的13种酶而非铂(Pt)作为催化剂,通过对糖做氧化处理来提取电子。容量密度高据称是因为这些酶提取电子的效率非常高。具体来说,构成麦芽糊精的葡萄糖每个可提取24个电子。

目前,这种电池的输出功率密度为0.8mW/cm2,电流密度为6mA/cm2。使用浓度为15%的麦芽糊精时的容量密度为596Ah/kg,能量密度为298Wh/kg。据介绍,这些数值“要比锂充电电池的42Ah/kg150Wh/kg高得多”。不过,这种电池的输出电压比锂充电电池的 3.6V要低,为0.5V

此次电池虽然容量密度及能量密度高,但由于酶的作用速度较慢,因此没有爆炸及起火的危险,这一点与使用氢气及甲醇的普通燃料电池不同。

可乐电池

大家都知道动物是可以饮用含糖物质,将糖份转化为我们身体需要的能量,以供生活生长,那么你见过会喝可乐的电池吗?

设计师Daizi Zheng把可乐装入一种特制的电池内,就可以为一款新型手机提供电源。这款设计的特点是几乎所有含糖分的饮料都可以充当电池,因为其电力来源就是把饮料中的碳水化合物()加上酶作为催化剂来发电。

来源:21世纪中国电子网