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靠細菌運作的生物電池

位於法國雷恩(Renne)的實驗室開發能夠清理廢水並產生電力的生物電池

Frederic Barriere在雷恩第一大學實驗室的一角,利用小植物和細菌的共生關係,進行小電池供電示範。一個連接到設備兩端的小型光電二極管亮起來,證明該系統能產生電力。

雷恩一大化學實驗室是法國國家科學研究中心(CNRS)最大的化學混和研究單位之一。其研究員暨雷恩一大講師Frederic Barriere表示,「這種電池的發電量雖然很微小,但與生物體一起運作非常容易。我不會騙你,也不會說你的汽車可以靠這種電池發動,但它的確存在著令人興奮的產電潛力」。該系統目前在污水處理廠進行測試,在清理污水的同時,也能產生電力。

Barriere與一名年輕博士正在研發的微生物電池,是燃料電池發展史上的驚人進展。燃料電池的發展已經超過一世紀,這種電池利用浸在氫及氧氣中的電極來運作。「正規」電池得使用非常昂貴的催化劑,例如鉑,才能在電極表面進行化學反應,但是生物電池使用的則是「細菌」這種不貴的活體材料。Barriere表示:「我們使用的微生物不會吸入空氣中的氧氣,而是直接吸入電極金屬,並將之轉化為電子,在電池中流動並產生電流。而最令人驚訝的是,如果我們將這些品質良好的細菌放置在無氧環境中,它們會透過自然選擇的程序,自行抓住電極。」

應用在污水處理廠
只要培養一層細菌薄層,就能使電池運作並產生電力。這些「燃料」可以是污水中的有機化合物混合體。澳大利亞已經利用酒館流出的廢水進行相關裝置的實驗。該系統有利於污水處理廠,因為處理污水通常非常消耗電力。該裝置能與進行光合作用的植物根部接觸,讓生物電池更有效率及環保,因為植物的根可以捕獲細菌排放的二氧化碳,同時提供細菌所需的碳水化合物。

該團隊的部份研究經費由歐洲植物電力研究計畫(Plant Power)提供,研究重點是電極表面,旨在改善與細菌的交互作用與增加電力產量。雖然某些金屬會毒害微生物而無法使用,但是電極可以採用其它價格低廉兼具生物相容性的導電材料來製造,例如石墨。

資料來源:法國費加洛報 (Le Figaro)

轉載自國科會國際合作簡訊網

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