生物燃料电池研究进展

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1、电源技术!"#$%&%’()*$+,(-.(/%*0()*1%&综述!"#$%&’()*康峰!伍艳辉!李佟茗"同济大学化学系!上海!"""#!#+,$生物燃料电池利用生物催化剂直接把化学能转化为电能!具有燃料来源广泛%反应条件温和%生物相容性好等优点&按采用催化剂的不同!可分为微生物燃料电池和酶生物燃料电池&简述了生物燃料电池的工作原理!综述了其最新的研究进展&微生物燃料电池发展的新方向主要是无介体微生物燃料电池的研究和高活性微生物的选用’而酶生物燃料电池的研究!集中在寻找固定酶的新方法!发展体积更小的无介体酶生物燃料电

2、池!以及与太阳电池相结合等方面&对生物燃料电池未来的发展方向进行了展望&-./$生物燃料电池’微生物燃料电池’酶生物燃料电池012345$%&#’’()&&6789:5*+&6;<45’""!,"-.+/+0!"")1’’,".!2,"34565789:;<8=>8566;?@;A?=BC5D;95DDE*FG&H5@>I&&JK&L7@,:C?I&&MN+$=@>,O?@>PQ5<78RO5@R=BS:5O?6R8TI$=@>U?K@?V586?RTIW:7@>:7?!"""#!IS:?@71X+Y?=BC5D+95D

3、D+?6+7+Z5V?95+9=@V58R?@>+9:5O?97D+5@58>T+?@R=+5D59R8?97D+5@58>T+Z?859RDT+[?R:+R:5+A?=97R7DT6R6I+[:?9:+:76+R:5+7ZV7@R7>56+=B+7AC@Z7@R+BC5D+856=C895I+O?DZ+8579R?=@+9=@Z?R?=@+7@Z+>==Z+A?=D=>T+9=@6?6R5@95+NR+97@+A5+9D766?B?5Z+?@R=+O?98=A?7D+BC5D+95DD+7@Z+5@]TO7R?9+A

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6、TO7R?9;A?=BC5D;95DD_!‘生物燃料电池是一种特殊的燃料电池!它以自然界的微究&生物或酶为催化剂!直接将燃料中的化学能转化为电能&它不"!!"#$%EFGAHIJ23仅具有燃料电池效率高%无污染等优点!还有一些独特的优生物燃料电池的构造如图’所示&燃料"葡萄糖等)于阳_’‘点$P’1燃料来源广泛!自然界大量存在的葡萄糖%淀粉等可极室在催化剂"酶%微生物等)作用下被氧化!电子通过外电再生有机物都可作为燃料’P!1反应条件温和!可在常温%常路到达阴极!质子通过质子交换膜到达阴极!氧化物"一般为压%中性

7、件下反应!易于操作%控制和维护’P21生物相氧气)在阴极室得到电子被还原&容性好!可为植入人体的人造器官或生物传感器提供能源&’#’"年!英国植物学家b=RR58把酵母或大肠杆菌放入含有葡萄糖的培养基中进行厌氧培养!其产物能在铂电极上显示"2c"3;d的开路电压和"!;O*的电流!生物燃料电池的研究由此开始&!"世纪3"年代起!随着航天研究领域的迅速发展!对微生物燃料电池研究的兴趣随之升高!原因之一是考虑将来人类在进行太空飞行时!如何及时处理飞行中的生活垃圾!并产生电能&-"年代以后!随着各种氧化还原介体的使用!生

8、物燃料电池的电流密度和功率有了很大提高!越来越多的科研人员对此产生兴趣&#"年代初!我国也开始了这项研=>?@$!""2,’!,"3!!!!!!!ABCD$康峰"’#.#()!男!河南省人!硕士研究生!主要研究图’;;;;生物燃料电池结构示意图方向为质子交换膜&H?>;’;;;W9:5O7R?9;Z?7>87O;=