新能源崛起

冉浩

①能源是我們賴以生存和發展的重要基礎，現在我們所依賴的煤、石油和天然氣等化石燃料，具有不可再生性，預計將在未來100年或稍長的時間內枯竭，全球能源安全面臨著嚴峻的挑戰。同時，化石能源的利用也造成了嚴重的環境污染。因此，尋找清潔的替代能源就顯得格外迫切了。微生物燃料電池便是其中的一種選擇。微生物燃料電池的思路源自20世紀初。1911年，英國植物學家波特就發現大腸桿菌和酵母菌能夠產生電流，但是相當長的一段時間內，由于其發電量小、成本高，而且需求不迫切，該技術一直得不到發展。但進入21世紀以來，人們再次將目光投到了這個領域。

②微生物燃料電池的基本結構包括陽極室和陰極室，兩者中間以特殊的半透膜隔開。陽極室連接電池的陽極，里面灌滿酸堿緩沖液、營養液，生存著產電微生物。陰極室內存在著電子受體溶液，接受穿過半透膜傳遞來的電子。陽極室中的電子或其他帶電粒子穿過兩個室之間半透膜，到達陰極室，形成電流。

③產電微生物是其中的核心。目前已知的產電微生物有20多種。其中，希萬氏菌和硫還原地桿菌已經成為研究的模式菌，完成了全基因組測序。其與普通微生物最大的區別在于能將細胞呼吸過程中產生的電子釋放到細胞外，同時也能從電子傳遞中獲得能量而生長。

④目前，微生物燃料電池已經取得了長足進步，電壓最高達1.385V，離普通電池的1.5V已經非常接近，如果將多個電池串聯，曾經得到過2.02V的電壓。

⑤微生物燃料電池也已經有了小型化應用，如亨特等人曾用它來驅動馬克河中氣象光學浮標，持續供電7個月，直到浮標被冰塊撞壞……英國科學家甚至設想了未來能夠“吃剩飯”的機器人——利用各種剩菜剩飯以及落葉作為機器人的電池“燃料”。微生物的胃口不大，家里的垃圾或許就能養個機器人。同樣的道理，廢水發電也是科學家期待的領域。如果能將污水處理廠借助該技術變成發電站，那同樣是效益巨大的。以我國為例，2010年廢水排放總量為617.3億噸，其中蘊含潛在的電能為5.15×1010千瓦時，而我國當年用于廢水處理的總耗電量為4×1010千瓦時。如果將其潛在電能挖掘出來，不僅能彌補耗電，而且還能反哺電網，變廢為寶。此外，微生物燃料電池在制氫以及將大氣中的二氧化碳轉化成甲烷等燃料氣體方面也大有前途。

（選自《知識就是力量》2014年第5期，有刪改）

【閱讀訓練】

1.微生物燃料電池有哪些突出的優點？

2.科學家對微生物燃料電池在未來有哪些應用構想？

3.第②段是怎樣說明微生物燃料電池的？

4.請從說明文語言的準確性方面分析第③段畫線句子。

（房雪麗 設計）

（參考答案見91頁）