美科学家研发出生物质燃料低温节能电池

据物理学家的组织网2月19日报导，美国科学家研发出有一种必要以生物质为原料的低温燃料电池。这种燃料电池只需利用太阳能或废热就能将稻草、锯末、藻类甚至有机肥料转化成为电能，能量密度比基于纤维素的微生物燃料电池高达近100倍。涉及论文已公开发表在《大自然》杂志子刊《大自然通讯》上。

　　尽管以甲醇或氢驱动的低温燃料电池技术获得长足发展，但由于单体材料缺少有效地的催化剂系统，低温燃料电池技术仍然无法必要用于生物质作为燃料。新的研究中，美国佐治亚理工学院的研究人员研发出有的这种新型低温燃料电池，需要利用太阳能或热能转录一种催化剂，必要将多种生物质转化成为电能。　　这种技术，在室温下就能对生物质展开处置，对原材料的拒绝极低，完全限于于所有生物质，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。

如果缺少上述原料，水溶性生物质或漂浮在液体中的有机材料也没问题。该设备既可以在偏远地区以家庭为单位小规模用于，也可以在生物质原料非常丰富的城市大规模用于。　　生物质燃料电池的研究面对的难题是，具备碳碳链的生物质容易通过常规的催化剂，哪怕是便宜的贵重金属催化剂分解成。

为了解决问题这个问题，科学家研制出微生物燃料电池，利用微生物和酶来分解成生物质。但这种方法的缺点是：微生物和酶不能选择性地分解成某些特定类型的生物质，对原料的纯度拒绝较高。　　负责管理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）和他的团队通过引进外界能量来源来转录燃料电池的水解还原成反应。在新的系统中，生物质原料被咀嚼后与一种多金属氧酸盐（POM）催化剂物溶液互为混合，之后被置放阳光或热辐射下。

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不会使生物质再次发生水解，将生物质的电荷载运到燃料电池的阳极，而电子则不会被输送到阴极，在阴极展开水解反应，通过外电路产生电流。邓玉林回应，如果只是在室温中将生物质和催化剂混合，它们将会再次发生反应。但一旦将其曝露在光或冷中，反应就不会立刻开始。

　　实验表明，这种燃料电池的运行时间长达20小时，这指出POM催化剂需要再行利用而需要更进一步的处置。研究人员报告称之为，这种燃料电池的仅次于能量密度平均每平方厘米0.72毫瓦，比基于纤维素的微生物燃料电池高达近100倍，相似目前效能最低的微生物燃料电池。邓玉林指出，在对处理过程展开优化后应当还有5倍到10倍的提高空间，未来这种生物质燃料电池的性能甚至未来将会相媲美甲醇燃料电池。

　　邓玉林说道：新技术一个最重要的优点就是，它需要在一个单一的化学过程中已完成生物降解和发电。太阳能和生物质能源是当今世界最重要的两种绿色能源，我们的系统将它们融合在一起产生电力，同时也增加了对化石燃料的倚赖。

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