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用糖来听歌,索尼开发出生物电池
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索尼公司本月初宣布开发出一种新型的生物电池,这种电池通过使用生化酶作为催化剂,将碳水化合物(糖)转换为电能输出。这种新型生物电池的基础原理,就是来源于生物将糖份转化为能量的过程。
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“甜蜜”的技术
; D) C, k3 H; ?. G: S4 U' O 在测试中这种生物电池的电能输出可以达到50mW,已经是目前被动式生物电池的最高水平了,完全可以驱动一部Walkman进行音乐的播放。
3 X+ y+ b* z1 A6 m; B5 E- t 为了实现产生世界上最高电能输出的目标,索尼开发出了一套能够分解碳水化合物来产生电能的系统,这其中包括高效的生化酶,以及能够在阳极保持生化酶火星的介质(电导材质)。
; B- @2 ?5 u/ V9 v. [. V0 [ 索尼还开发出一种全新的阴极结构,能够有效的为电极提供氧气,同时能够保证有足够的水容量。通过这两种技术优化的电解溶液,保证了能够达到希望的能量输出水平。; n2 U4 K/ x4 t/ P
糖份是自然界中植物进行光合作用时候一种最常见的能量来源,可再生而且储量和分布都很广,可以作为未来的一种经济环保能源。
# h3 k4 l* d3 s+ N/ u5 S* r 索尼计划继续开发这一系统,使之能够进一步提高能量输出的水平和时间,最终能够作为未来可实际应用的能量来源。
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生物电池的原理( c6 Q& Q9 a. @6 q# F! Q/ U. n8 c
索尼的生物电池新技术中包括一个由糖分解酶和介质组成的阳极,一个由氧再生酶和介质组成的阴极,这两端由玻璃纸分隔开。阳极释放电子,氢离子通过下面的过程通过氧化酶的作用从葡萄糖中分解出来。! |. M7 G0 D2 _; @+ O( ~9 j. b) c
氢离子穿过隔离器向阴极移动,一旦抵达阴极氢离子和电子就和氧结合产生水。3 E' n# ^ {# i. w7 e' M% @
在这一过程电化学反应当中,电子穿过外部的线路产生电能。
$ I+ n+ s5 e B9 `: [ x这种电池的详细规格如下:" e! e$ @- w" Q8 T( b
酶:葡萄糖脱氢酶和硫辛酰胺脱氢酶(阳极) 胆红素氧化酶(阴极)2 W7 `1 a/ u* o7 x0 I
介质:维生素K3和和NADA抚媚(阳极) 铁氰化钾(阴极)
5 B( j) g) C7 Q7 n) H 电极:多孔碳 电流采集:钛金属网# m- @3 g3 D4 [3 A, o6 W/ e/ R
分割器:玻璃纸' {2 s; g3 }' m; x- C4 e* R
葡萄糖:0.4M葡萄糖溶解于1.0M磷酸钠溶液中,PH值为7
+ f% x. u E* Z! w" k; @ 最大输出:1.5 mW/cm2 (0.3V, 5 mA/cm2),连接之后一分钟6 `" |% R- b; A) j9 A7 N
尺寸: 39 (width) x 39 (height) x 39 (depth) mm
# T3 i9 J# c6 V* V4 c这种生物电池研发中的关键成果:% _0 Z" |5 f0 U ^2 ~
1. 能够把酶和介质固定在电极上的技术0 M; x4 |+ y. O
2. 能够高效产生氧气的阴极架构
V2 H; Z, j% h 3. 优化电解溶液来适应生物电池结构
7 @ [2 {7 q7 A9 k' n: d4 t& ^ 4. 小巧的体积提供很高的能量输出
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