微生物發電

⑴ 海洋生物發電的概念（舉例說明）

舉例:利用浮游生物發電 (《海洋世界》2004年第10期)
在過去的兩年間，科學家們已經成功地利用海底腐爛有機物質的化學反應開發出燃料電池，這種電池可以提供數月的低壓電。

本周，美國俄勒岡州立大學的研究者們宣稱他們已經取得了新的進展，即利用取自上層水中浮游生物的具有同樣發電能力的分解活動來發電。

「這一試驗我們僅僅進行了大約四周，但是結果很清楚：我們可以利用浮游生物作為燃料來源，並且水體中含有易於將電子轉移到燃料電池電極的微生物。過去我們發現的海底燃料電池是靜態的，為那些不能移動的設備提供電源，例如美國海軍和 OSU 研究人員使用的用於檢測地震的水中聽音器。」 OSU 大學的海洋和大氣科學學院的教授克萊爾·E·瑞默如是說。

「但是通過利用浮游生物發電，我們可能為那些自動或者移動設備提供電力，這些設備可以像姥鯊一樣在水中遊走時鏟起浮游生物，從而把浮游生物轉化為電能。這樣的設備攜帶了感測器，用於測繪海洋的化學和物理特性的變化。」她又說。

瑞默是海洋資源研究協會的會長，這一組織旨在促進 OSU 和國家海洋與大氣管理局（NOAA）的合作研究。2OO1年，她以第一作者的身份在《環境科學和技術》雜志上發表了一篇文章．簡述了一些前沿工作，這些工作促進了來源於海底微生物產生的能源利用。之後她還發表了進一步的研究文章。

在迄今為止的三個海底試驗中，來自 OSU、海洋研究實驗室、馬薩諸塞州—阿姆斯特大學以及獲特里傑克灣水族館研究所的研究人員們已經在紐波特市的阿奎那灣、塔克頓的鹽沼澤地以及加利福尼亞蒙特里市旁的一個深海峽谷測試過了原型燃料電池。這些設備由一個淺淺的嵌入海中沉積物的石墨陽極以及貼在海面上的石墨陰極組成。

他們發現電能同時產生於溶解硫化物的直接氧化，即微生物分解的副產品，以及附著在電極上的微生物的呼吸作用。

「自從我們認識到可以從生長在電極表面的微生物中獲得能源，我們就開始問自己：是否特定的微生物能夠更好地傳導電流？」

瑞默說：「下一步的工作是，看什麼樣的嗜電微生物可以從浮游生物中富集起來，以及我們是否能在其分解之前獲

得能量？」

「到達海底的浮游生物碎屑通常只是經過太陽光以及光合作用而產生大量能源的物質的殘渣。」今年三月，瑞默和她的同事獲得了美國國防部下屬的國防高級研究項目管理局（DARPA）的資助，開始試驗利用浮游生物獲取電能。

在紐波特市海菲爾德海洋科學中心的實驗室里，瑞默已經利用過去的四個星期測試了近海中提取出的浮游生物的供能容量。利用與海底燃料電池同樣的原理，目前研究者已經能夠把 10％的浮游生物分解產生的電能導人可用的電源中。

瑞默很快地指出這樣產生的電能並不是大規模的，但是如果有一種可以自由在海水中遊走並鏟起浮游生物的海洋裝置，就可能延長它的使用時間至數月，甚至數年，最終取代蓄電池。雖然這聽起來價值不高，但就產能而言，海洋的確具備強大的生產燃料的能力。

瑞默還說：「有機質是海洋的基礎燃料，大量的浮游生物碎屑不斷地降落到海底，大部分很快就自然地腐爛產生二氧化碳，小部分最終變成了石油、天然氣、沼氣或其他的燃料原。燃料就存在於淤泥或浮游生物體內。我們的目標是開發能夠從海洋中提取能量的海洋，誰也不知道除了它之外還會有什麼樣副產品將被開發出來？」

瑞默強調這一技術同樣可以用於其他的有機基質中，比如下水道的淤泥。

她說：「你只是通過加速分解來提取能量。」

但是，這一方法還不完善，研究者不得不應付海水對電傳導物腐蝕的本質，並且以浮游生物燃料電池為基礎開發一種有效收集和儲存電能的方法。

在今後的幾個月中，瑞默和她的研究小組將會繼續研究她們的浮游生物燃料電池，並努力推進其功效。

2OO4年9月，瑞默帶領她的同事從俄勒岡海岸出發，沿俄勒岡州大陸架放置八個海底燃料電池的原型。這些設備包將會埋入離海岸2O千米的海底淤泥中，一年後再被取回來。

⑵ 微生物如何產生生物電真的能解決未來的能源問題嗎

最後

目前研究人員的主要焦點是在污水處理廠建立生物電廠，無論產生什麼生物電都可以儲存在電容器中，當生物電量達到足夠的水平，就可以從電容器中釋放出來。

從理論上講，MFC是一種既能解決能源問題又能解決浪費問題的方案。

想像一下，在幾十年後，人們的房子或建築物將會附在MFC上，把垃圾倒進垃圾桶里，就等於給電池充電，這些電能反過來造福我們。

隨著科技的發展，未來總是美好的！

⑶ 美國發現一種細菌能發電意義是什麼

2005年美國科學家發現，在淡水池塘中常見的一種細菌可以用來連續發電。這種細菌不僅能分解有機污染物，而且還能抵抗多種惡劣環境。

美國南卡羅來納醫科大學的查理·密立根7日在亞特蘭大舉行的美國微生物學會年會上發表報告說，利用微生物發電的概念並不新奇，目前已有多個研究小組在從事微生物燃料電池開發，但他們的發現有2個與眾不同之處：①發電的細菌屬於脫硫菌家族，這個家族的細菌在淡水環境中很普遍，而且已被人類用於消除含硫的有機污染物；②在外界環境不利或養分不足時，脫硫菌可以變成孢子態，而孢子能夠在高溫、強輻射等惡劣環境中生存，一旦環境有利又可以長成正常狀態的菌株。

⑷ 微生物能發電嗎

可以，利用微生物的發酵技術，提供微生物有氧呼吸的必要原料，就可以使微生物大量繁殖並進行有氧呼吸，其放出的巨大熱量可用於發電。

⑸ 生物質能是怎麼發電的

所謂生物質能是指從生物質轉化產生的能。常用的生物質包括植物——農作物、薪材、草、木、人畜糞便、工農業有機廢物、有機廢水等。這些生物質能都直接或間接地（經過人和動物的消化或工農業加工）來源於綠色植物，來源於太陽能，因此，它又稱「綠色能源」，實質上它是物化的太陽能。據計算，每年全球靠光合作用可產生生物質能1200億噸，其所含能量是當前全球能耗總量的5倍。

由於生物質能的數量巨大，同時轉化過程中很少或不產生污染物，世界各國都正在開發深度利用高效生物能的轉換技術，使生物質成為具有廣泛用途的熱能、電能和動力用燃料，轉化技術有下面兩種：

通過液化將生物質轉化為酒精。燃燒1千克酒精，可以放出29726千焦的熱量，比普通煤的發熱量高。而且酒精是液體能源，便於使用、貯存、運輸。普通汽油發電機稍加改裝，就可以用純酒精作燃料。如果用汽油和酒精的混合物來開汽車，汽車發電機甚至不需改裝就可以使用。1升酒精可以驅動汽車在公路上行使16千米。

酒精是用澱粉、糖等有機物經過微生物發酵作用生產出來的。含有澱粉和糖的生物質很多，包括甘蔗、甜菜、玉米、高粱、木薯、馬鈴薯以及水草、藻類等，它們都可以是生產酒精的原料。

巴西在這方面獲得了巨大的成就，早在1975年，巴西就制定了「酒精計劃」，逐步用酒精或酒精和汽油的混合物部分替代了石油，解決了交通用能供應的問題，目前巴西有90％的小汽車用酒精做燃料。美國目前有30％的汽油摻有酒精，酒精的摻入量約為10％左右。

通過發酵過程製作以甲烷為主的沼氣。我國每年作為農家燃料燒掉的柴草合標准煤2億噸，佔全國總能耗的15％。但能量的利用效率比較低。

利用人畜糞便和秸稈為主要原料發展沼氣池，既解決了家用燃料問題，又保持了農田肥力，減少化肥對水的污染。1990年，我國就有400多萬戶使用小沼氣池，年產沼氣10多億立方米，沼氣電站裝機2000多千瓦，我國目前是戶用沼氣池最多的國家。

目前，我國很多的大型城市污水處理廠，利用處理廠中的固體廢物進行沼氣發酵，產生的沼氣用來發電。在英國的5000多個污水處理廠中，有1／3是用通過發酵所產生的沼氣作為動力的。法國在南部利摩日地區建造了兩座垃圾發酵處理站，每年處理垃圾8.45萬噸，每小時生產沼氣800立方米，這些沼氣已供一些工廠和煤氣公司使用。

如過去的10多年中，美國已建成生物發電的容量達400多萬千瓦，主要是採用木材及木製品工業廢料氣化後的氣體燃料發電。國外結合治理城市環境污染，開始進行垃圾發電，技術已經成熟。僅日本就運行約100座垃圾電站，並計劃把垃圾電站的裝機容量發展到400萬千瓦。因此，利用生物質能發電是當今新能源發電的新趨勢之一。

我國是一個農業國，物質能資源非常豐富，年資源量是薪材3000萬噸，秸稈4.5億噸，稻殼0.15億噸，另外還產生大量的城市排放的生活污水、垃圾、工業廢水等。

利用生物質能發電在我國目前還是小規模、小范圍的利用，稻殼轉化發電容量只有5000瓦，沼氣發電裝置140個左右，總容量也只有2000千瓦。另外，我國還引進發電容量為4000千瓦的垃圾發電站。

⑹ 細菌能不能發電

一種最新型的發電裝置已經試製成功，出乎意料的是它的電流竟然是由細菌產生的。把微生物放在含有大量有機物並摻合葡萄糖的混合物中，微生物就會在其中分泌氫，隨即，氫被氧化時產生電流。

當細菌在氧化有機物時，具有傳遞電子的本領，能把化學能轉變為電能，通過電極就可以對外供電。這種電池叫做細菌電池。

上世紀80年代中後期，細菌電池已發展到酶電池的高新階段。因為酶的催化反應，於是產生電流。酶電池雖然初露頭角，但它已在科學研究、臨床經驗、通信顯示、航標等各個方面廣泛應用。這種供電的通信裝置已應用於太空中，用酶電池推動船舶已在海上自由航行。

⑺ 微生物能導電嗎

十年前，馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的微生物學家德里克·萊吾利和他的同事曾提出，一種名為「地桿菌屬
（Geobacter）」的微生物能夠產生細微的電流導線（即微生物納米導線），但這一科學假設長期以來陷入爭論和質疑之中。現在，新的成像技術為該假設提供了比以往任何時候都強的證據。

萊吾利團隊在最新一期的《自然·納米科技》雜志上報告稱，他們用靜電驅動顯微鏡（EFM）證明，電荷確實會沿著微生物的納米導線蔓延，正如電子能在高導電性人工材料碳納米管中流動一樣。
EFM是用來展示電子如何在材料中運動的。馬塞諸塞大學物理學家尼克希爾·馬爾萬科、斯貝爾·愛貝瑞·耀歆和馬克·托米尼與萊吾利合作得出了這一發現。「當我們將電子注入到微生物納米線的一個點，整個燈絲被點燃了，因為電子沿著納米導線在傳播和蔓延。」馬爾萬科說。
現在在太平洋西北國家實驗室工作的耀歆補充說：「這種現象與你在碳納米管或者其他高導電性納米合成材料中看到的相同，連電荷的密度都可以與之媲美。這是EFM成像技術第一次應用在生物蛋白質學科上。」
據介紹，地桿菌屬納米導線是一種蛋白質絲狀物，它能夠像金屬狀復合物導線一樣傳遞電子，但這個假設始終受到質疑。「這種物質的導電性在不同的溫度和酸鹼度的變化中都能被清晰地看到，但是仍然有很多生物學家對此表示質疑。」據物理學家組織網10月20日（北京時間）報道，為了增加對假設的支持，萊吾利的實驗室調整了納米導線的結構，移除了芳香族氨基酸，反而受到了更多的質疑。但是EFM最終不負眾望，提供了關鍵證據。
萊吾利說：「納米導線能讓地桿菌屬在土地中的鋼鐵或其他材料中生存，能極大地改變土壤的化學組成，在環境凈化中扮演非常重要的角色。納米導線是地桿菌屬微生物的關鍵組成部分，這種微生物在適應微生物感測器和生物計算機設備中，具有與眾不同的能力。」
托米尼說：「這個發現為蛋白質層面的納米電子學提供了全新的發展機會。」
萊吾利和同事的微生物納米導線，是一種潛在的綠色電子部件，用全新的無毒材料製成。目前正在開發的一個應用是，將地桿菌屬微生物放到電導體中來探測環境污染物。另一個則是研發基於這種微生物的微生物計算機。
註：前不久剛剛揭曉的2014年度諾貝爾化學獎授予兩名美國科學家以及一名德國科學家，以表彰他們突破了長久以來約束光學顯微成像技術發展的某個物理極限值。放大微小物體幫助人類窺見微觀世界一直是科學家孜孜不倦的追求目標，這一次，新的成像技術為陷入爭論和質疑的微生物導電功能帶來曙光，讓人們對微生物納米導線的應用再次燃起新的希望，只是想要將之真的付諸實踐，恐怕新證據只是「萬里長征」的第一步，期待未來新的導電生物體給我們帶來更多驚喜。

⑻ 微生物發電實驗步驟(實驗室可操作的)

利用微生物可以產生氫氣，有了這種氫作燃料，就可以製造出氫氧型的微生物電池來。微生物電池是一種燃料電池，燃料產電池的作用原理是這樣的：讓燃料在負極的一邊發生化學反應，失去電子；讓氧化劑在正極的一邊發生反應，得到從負極經過導線跑過來的電子，這時候導線里就有電流通過。

微生物電池的電池燃料主要是氫、氨、甲烷等等。如美國宇航局曾設計了一種方案，用一種芽孢桿菌處理尿，生產出氨氣，以氨作為電池燃料，獲得微生物電池，從而得到了電能。當然，還可以讓微生物從廢水的有機物當中獲得營養物質和能源，生產出電池所需要的燃料。

目前，微生物電池的研究還處於試驗階段，它所提供的能量很少，但是，隨著科學的進一步發展，也越來越引起人們的重視，相信在不遠的將來，微生物電池能為人類提供更多的能源。

⑼ 生物發電

根據現在的知識水平，我認為生物發電主要是要經過一個轉化過程，即內將生物儲存的化學能釋容放出來，再經過一定的設備再將其轉化為電能。設備問題是比較簡單的，那問題就在怎麼把生物儲存的化學能釋放出來。當前比較多是利用燃燒，但其存在著許多的負面效應，這里就不說了，相信大家也都知道；那另一方面就是採用發酵技術，我們經常說的沼氣池也是生物發酵的一種。因此，尋求一種發酵工藝和發酵材料才是最重要的。你可以聯系一些比較有實力的大學或是微生物公司，向他們尋求一些相關發酵工藝和發酵材料的信息，相信對你們是有用的！
以上是個人拙請見勿見笑