生物燃料电池新探索 细胞组镶嵌电子装置

2010-9-01 14:47 来源: 人民网-环保频道
收藏到BLOG
  美国化学协会(American Chemical Society)日前介绍了一种新型的“生物燃料电池”。该电池利用了活性细胞中将食物转化为能量的物质――线粒体。研究人员称,此类电池未来能够以能量饮料甚至植物油为燃料,驱动小型电子装置。

  燃料电池通常包括以电池可以使用的形式分解和重组分子,过程中释放电子,电子捕捉后从而形成电流。BBC新闻称,虽然谈及上述电池未来的应用为时过早,但在将活性细胞组镶嵌电子装置的技术发展进程中,这一突破具有里程碑意义。

  美国密苏里州圣路易大学的谢莉・敏提尔(Shelley Minteer)表示,新“生物燃料电池”未来可以替代某些一次性电池。敏提尔主要研究从大自然中借鉴能源生产的技术。目前为止,敏提尔和同事们的工作集中在酶的使用上。酶擅长分解甲醇或葡萄糖等“燃料”分子。此次新电池利用了活性细胞的微小组分线粒体,酶作用的总体效果将一系列的“燃料”分子转化为电池可以利用的形式。

  敏提尔表示:“完全消耗一个燃料分子需要一系列的酶。一些简单的燃料分子需要三种酶,葡萄糖等复杂的燃料分子需要22种酶,并且要让这些酶协同工作。线粒体能够引导燃料分子依次通过每个酶。相比我们在电极附近放置酶溶液,线粒体的代谢效率高得多。”

  新电池示范装置目前仅可使用由单一类型分子组成的简单燃料,但未来人们的目标是让其处理复杂的生物燃料。敏提尔解释说:“线粒体可以破坏各种燃料分子。这意味着该装置可以处理能量饮料或高蛋白饮品等燃料混合物。”

  新生物燃料电池目前仍处于试验阶段,研究人员正在努力改变该装置使用的材料,使其产生更多的能量。而新墨西哥大学新兴能源技术中心主任普拉门・阿坦纳索夫(Plamen Atanassov)表示,生物燃料电池可能并非大家最关注的焦点。本次研究可将细胞组分引入技术装置中,尤其还能获取能量,这是生物技术的开创性成就。但阿坦纳索夫承认:“是否会产生立竿见影的实际应用尚待观察”。

  阿坦纳索夫说,技术虽然发展很快,但突破并非一蹴而就。他指出,从第一台示范性标准燃料电池到太空任务中的首次应用,中间经过了50年时间。这项工作的主要贡献是架起了生物技术和纳米技术协同的桥梁,有望促进一个全新的生物燃料电池领域的出现。