微生物发电

⑴ 海洋生物发电的概念（举例说明）

举例:利用浮游生物发电 (《海洋世界》2004年第10期)
在过去的两年间，科学家们已经成功地利用海底腐烂有机物质的化学反应开发出燃料电池，这种电池可以提供数月的低压电。

本周，美国俄勒冈州立大学的研究者们宣称他们已经取得了新的进展，即利用取自上层水中浮游生物的具有同样发电能力的分解活动来发电。

“这一试验我们仅仅进行了大约四周，但是结果很清楚：我们可以利用浮游生物作为燃料来源，并且水体中含有易于将电子转移到燃料电池电极的微生物。过去我们发现的海底燃料电池是静态的，为那些不能移动的设备提供电源，例如美国海军和 OSU 研究人员使用的用于检测地震的水中听音器。” OSU 大学的海洋和大气科学学院的教授克莱尔·E·瑞默如是说。

“但是通过利用浮游生物发电，我们可能为那些自动或者移动设备提供电力，这些设备可以像姥鲨一样在水中游走时铲起浮游生物，从而把浮游生物转化为电能。这样的设备携带了传感器，用于测绘海洋的化学和物理特性的变化。”她又说。

瑞默是海洋资源研究协会的会长，这一组织旨在促进 OSU 和国家海洋与大气管理局（NOAA）的合作研究。2OO1年，她以第一作者的身份在《环境科学和技术》杂志上发表了一篇文章．简述了一些前沿工作，这些工作促进了来源于海底微生物产生的能源利用。之后她还发表了进一步的研究文章。

在迄今为止的三个海底试验中，来自 OSU、海洋研究实验室、马萨诸塞州—阿姆斯特大学以及获特里杰克湾水族馆研究所的研究人员们已经在纽波特市的阿奎那湾、塔克顿的盐沼泽地以及加利福尼亚蒙特里市旁的一个深海峡谷测试过了原型燃料电池。这些设备由一个浅浅的嵌入海中沉积物的石墨阳极以及贴在海面上的石墨阴极组成。

他们发现电能同时产生于溶解硫化物的直接氧化，即微生物分解的副产品，以及附着在电极上的微生物的呼吸作用。

“自从我们认识到可以从生长在电极表面的微生物中获得能源，我们就开始问自己：是否特定的微生物能够更好地传导电流？”

瑞默说：“下一步的工作是，看什么样的嗜电微生物可以从浮游生物中富集起来，以及我们是否能在其分解之前获

得能量？”

“到达海底的浮游生物碎屑通常只是经过太阳光以及光合作用而产生大量能源的物质的残渣。”今年三月，瑞默和她的同事获得了美国国防部下属的国防高级研究项目管理局（DARPA）的资助，开始试验利用浮游生物获取电能。

在纽波特市海菲尔德海洋科学中心的实验室里，瑞默已经利用过去的四个星期测试了近海中提取出的浮游生物的供能容量。利用与海底燃料电池同样的原理，目前研究者已经能够把 10％的浮游生物分解产生的电能导人可用的电源中。

瑞默很快地指出这样产生的电能并不是大规模的，但是如果有一种可以自由在海水中游走并铲起浮游生物的海洋装置，就可能延长它的使用时间至数月，甚至数年，最终取代蓄电池。虽然这听起来价值不高，但就产能而言，海洋的确具备强大的生产燃料的能力。

瑞默还说：“有机质是海洋的基础燃料，大量的浮游生物碎屑不断地降落到海底，大部分很快就自然地腐烂产生二氧化碳，小部分最终变成了石油、天然气、沼气或其他的燃料原。燃料就存在于淤泥或浮游生物体内。我们的目标是开发能够从海洋中提取能量的海洋，谁也不知道除了它之外还会有什么样副产品将被开发出来？”

瑞默强调这一技术同样可以用于其他的有机基质中，比如下水道的淤泥。

她说：“你只是通过加速分解来提取能量。”

但是，这一方法还不完善，研究者不得不应付海水对电传导物腐蚀的本质，并且以浮游生物燃料电池为基础开发一种有效收集和储存电能的方法。

在今后的几个月中，瑞默和她的研究小组将会继续研究她们的浮游生物燃料电池，并努力推进其功效。

2OO4年9月，瑞默带领她的同事从俄勒冈海岸出发，沿俄勒冈州大陆架放置八个海底燃料电池的原型。这些设备包将会埋入离海岸2O千米的海底淤泥中，一年后再被取回来。

⑵ 微生物如何产生生物电真的能解决未来的能源问题吗

最后

目前研究人员的主要焦点是在污水处理厂建立生物电厂，无论产生什么生物电都可以储存在电容器中，当生物电量达到足够的水平，就可以从电容器中释放出来。

从理论上讲，MFC是一种既能解决能源问题又能解决浪费问题的方案。

想象一下，在几十年后，人们的房子或建筑物将会附在MFC上，把垃圾倒进垃圾桶里，就等于给电池充电，这些电能反过来造福我们。

随着科技的发展，未来总是美好的！

⑶ 美国发现一种细菌能发电意义是什么

2005年美国科学家发现，在淡水池塘中常见的一种细菌可以用来连续发电。这种细菌不仅能分解有机污染物，而且还能抵抗多种恶劣环境。

美国南卡罗来纳医科大学的查理·密立根7日在亚特兰大举行的美国微生物学会年会上发表报告说，利用微生物发电的概念并不新奇，目前已有多个研究小组在从事微生物燃料电池开发，但他们的发现有2个与众不同之处：①发电的细菌属于脱硫菌家族，这个家族的细菌在淡水环境中很普遍，而且已被人类用于消除含硫的有机污染物；②在外界环境不利或养分不足时，脱硫菌可以变成孢子态，而孢子能够在高温、强辐射等恶劣环境中生存，一旦环境有利又可以长成正常状态的菌株。

⑷ 微生物能发电吗

可以，利用微生物的发酵技术，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并进行有氧呼吸，其放出的巨大热量可用于发电。

⑸ 生物质能是怎么发电的

所谓生物质能是指从生物质转化产生的能。常用的生物质包括植物——农作物、薪材、草、木、人畜粪便、工农业有机废物、有机废水等。这些生物质能都直接或间接地（经过人和动物的消化或工农业加工）来源于绿色植物，来源于太阳能，因此，它又称“绿色能源”，实质上它是物化的太阳能。据计算，每年全球靠光合作用可产生生物质能1200亿吨，其所含能量是当前全球能耗总量的5倍。

由于生物质能的数量巨大，同时转化过程中很少或不产生污染物，世界各国都正在开发深度利用高效生物能的转换技术，使生物质成为具有广泛用途的热能、电能和动力用燃料，转化技术有下面两种：

通过液化将生物质转化为酒精。燃烧1千克酒精，可以放出29726千焦的热量，比普通煤的发热量高。而且酒精是液体能源，便于使用、贮存、运输。普通汽油发电机稍加改装，就可以用纯酒精作燃料。如果用汽油和酒精的混合物来开汽车，汽车发电机甚至不需改装就可以使用。1升酒精可以驱动汽车在公路上行使16千米。

酒精是用淀粉、糖等有机物经过微生物发酵作用生产出来的。含有淀粉和糖的生物质很多，包括甘蔗、甜菜、玉米、高粱、木薯、马铃薯以及水草、藻类等，它们都可以是生产酒精的原料。

巴西在这方面获得了巨大的成就，早在1975年，巴西就制定了“酒精计划”，逐步用酒精或酒精和汽油的混合物部分替代了石油，解决了交通用能供应的问题，目前巴西有90％的小汽车用酒精做燃料。美国目前有30％的汽油掺有酒精，酒精的掺入量约为10％左右。

通过发酵过程制作以甲烷为主的沼气。我国每年作为农家燃料烧掉的柴草合标准煤2亿吨，占全国总能耗的15％。但能量的利用效率比较低。

利用人畜粪便和秸秆为主要原料发展沼气池，既解决了家用燃料问题，又保持了农田肥力，减少化肥对水的污染。1990年，我国就有400多万户使用小沼气池，年产沼气10多亿立方米，沼气电站装机2000多千瓦，我国目前是户用沼气池最多的国家。

目前，我国很多的大型城市污水处理厂，利用处理厂中的固体废物进行沼气发酵，产生的沼气用来发电。在英国的5000多个污水处理厂中，有1／3是用通过发酵所产生的沼气作为动力的。法国在南部利摩日地区建造了两座垃圾发酵处理站，每年处理垃圾8.45万吨，每小时生产沼气800立方米，这些沼气已供一些工厂和煤气公司使用。

如过去的10多年中，美国已建成生物发电的容量达400多万千瓦，主要是采用木材及木制品工业废料气化后的气体燃料发电。国外结合治理城市环境污染，开始进行垃圾发电，技术已经成熟。仅日本就运行约100座垃圾电站，并计划把垃圾电站的装机容量发展到400万千瓦。因此，利用生物质能发电是当今新能源发电的新趋势之一。

我国是一个农业国，物质能资源非常丰富，年资源量是薪材3000万吨，秸秆4.5亿吨，稻壳0.15亿吨，另外还产生大量的城市排放的生活污水、垃圾、工业废水等。

利用生物质能发电在我国目前还是小规模、小范围的利用，稻壳转化发电容量只有5000瓦，沼气发电装置140个左右，总容量也只有2000千瓦。另外，我国还引进发电容量为4000千瓦的垃圾发电站。

⑹ 细菌能不能发电

一种最新型的发电装置已经试制成功，出乎意料的是它的电流竟然是由细菌产生的。把微生物放在含有大量有机物并掺合葡萄糖的混合物中，微生物就会在其中分泌氢，随即，氢被氧化时产生电流。

当细菌在氧化有机物时，具有传递电子的本领，能把化学能转变为电能，通过电极就可以对外供电。这种电池叫做细菌电池。

上世纪80年代中后期，细菌电池已发展到酶电池的高新阶段。因为酶的催化反应，于是产生电流。酶电池虽然初露头角，但它已在科学研究、临床经验、通信显示、航标等各个方面广泛应用。这种供电的通信装置已应用于太空中，用酶电池推动船舶已在海上自由航行。

⑺ 微生物能导电吗

十年前，马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的微生物学家德里克·莱吾利和他的同事曾提出，一种名为“地杆菌属
（Geobacter）”的微生物能够产生细微的电流导线（即微生物纳米导线），但这一科学假设长期以来陷入争论和质疑之中。现在，新的成像技术为该假设提供了比以往任何时候都强的证据。

莱吾利团队在最新一期的《自然·纳米科技》杂志上报告称，他们用静电驱动显微镜（EFM）证明，电荷确实会沿着微生物的纳米导线蔓延，正如电子能在高导电性人工材料碳纳米管中流动一样。
EFM是用来展示电子如何在材料中运动的。马塞诸塞大学物理学家尼克希尔·马尔万科、斯贝尔·爱贝瑞·耀歆和马克·托米尼与莱吾利合作得出了这一发现。“当我们将电子注入到微生物纳米线的一个点，整个灯丝被点燃了，因为电子沿着纳米导线在传播和蔓延。”马尔万科说。
现在在太平洋西北国家实验室工作的耀歆补充说：“这种现象与你在碳纳米管或者其他高导电性纳米合成材料中看到的相同，连电荷的密度都可以与之媲美。这是EFM成像技术第一次应用在生物蛋白质学科上。”
据介绍，地杆菌属纳米导线是一种蛋白质丝状物，它能够像金属状复合物导线一样传递电子，但这个假设始终受到质疑。“这种物质的导电性在不同的温度和酸碱度的变化中都能被清晰地看到，但是仍然有很多生物学家对此表示质疑。”据物理学家组织网10月20日（北京时间）报道，为了增加对假设的支持，莱吾利的实验室调整了纳米导线的结构，移除了芳香族氨基酸，反而受到了更多的质疑。但是EFM最终不负众望，提供了关键证据。
莱吾利说：“纳米导线能让地杆菌属在土地中的钢铁或其他材料中生存，能极大地改变土壤的化学组成，在环境净化中扮演非常重要的角色。纳米导线是地杆菌属微生物的关键组成部分，这种微生物在适应微生物传感器和生物计算机设备中，具有与众不同的能力。”
托米尼说：“这个发现为蛋白质层面的纳米电子学提供了全新的发展机会。”
莱吾利和同事的微生物纳米导线，是一种潜在的绿色电子部件，用全新的无毒材料制成。目前正在开发的一个应用是，将地杆菌属微生物放到电导体中来探测环境污染物。另一个则是研发基于这种微生物的微生物计算机。
注：前不久刚刚揭晓的2014年度诺贝尔化学奖授予两名美国科学家以及一名德国科学家，以表彰他们突破了长久以来约束光学显微成像技术发展的某个物理极限值。放大微小物体帮助人类窥见微观世界一直是科学家孜孜不倦的追求目标，这一次，新的成像技术为陷入争论和质疑的微生物导电功能带来曙光，让人们对微生物纳米导线的应用再次燃起新的希望，只是想要将之真的付诸实践，恐怕新证据只是“万里长征”的第一步，期待未来新的导电生物体给我们带来更多惊喜。

⑻ 微生物发电实验步骤(实验室可操作的)

利用微生物可以产生氢气，有了这种氢作燃料，就可以制造出氢氧型的微生物电池来。微生物电池是一种燃料电池，燃料产电池的作用原理是这样的：让燃料在负极的一边发生化学反应，失去电子；让氧化剂在正极的一边发生反应，得到从负极经过导线跑过来的电子，这时候导线里就有电流通过。

微生物电池的电池燃料主要是氢、氨、甲烷等等。如美国宇航局曾设计了一种方案，用一种芽孢杆菌处理尿，生产出氨气，以氨作为电池燃料，获得微生物电池，从而得到了电能。当然，还可以让微生物从废水的有机物当中获得营养物质和能源，生产出电池所需要的燃料。

目前，微生物电池的研究还处于试验阶段，它所提供的能量很少，但是，随着科学的进一步发展，也越来越引起人们的重视，相信在不远的将来，微生物电池能为人类提供更多的能源。

⑼ 生物发电

根据现在的知识水平，我认为生物发电主要是要经过一个转化过程，即内将生物储存的化学能释容放出来，再经过一定的设备再将其转化为电能。设备问题是比较简单的，那问题就在怎么把生物储存的化学能释放出来。当前比较多是利用燃烧，但其存在着许多的负面效应，这里就不说了，相信大家也都知道；那另一方面就是采用发酵技术，我们经常说的沼气池也是生物发酵的一种。因此，寻求一种发酵工艺和发酵材料才是最重要的。你可以联系一些比较有实力的大学或是微生物公司，向他们寻求一些相关发酵工艺和发酵材料的信息，相信对你们是有用的！
以上是个人拙请见勿见笑