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用糖来听歌,索尼开发出生物电池9 N) x e/ [5 F
% v, D& d9 C) A, S 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
/ R% o! |( K5 n' [! q8 E/ {4 b 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。
: \) H( |7 ?+ X1 k# Q8 ]! ^3 a$ B' v 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)。
: y& V: E% q. K7 z 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。5 y* T( g' k( X1 w# l* u! e, d0 W
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。
f2 r1 m) a5 E* D 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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) |, J1 `7 {( n1 }4 E0 Q生物电池的原理& q+ ^1 J# h# h: m1 f
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。+ n+ n& I; i; G' r
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。0 ~- q, \' z8 e- C. r* g' @
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。! [8 d8 ?4 ~# @' i& X
这种电池的详细规格如下:
\; C, M# x! d& N% z3 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)5 n% [; _0 X7 K! c
介质:维生素K3和和NADA抚媚(阳极) 铁氰化钾(阴极)
( @$ M5 D, [% c 电极:多孔碳 电流采集:钛金属网
/ F& i, r) Q$ y: Q' q2 a* r 分割器:玻璃纸5 B* X* m" x- ?, |5 [8 b; {7 c
葡萄糖:0.4M葡萄糖溶解于1.0M磷酸钠溶液中,PH值为7
! A- G. H+ H& S 最大输出:1.5 mW/cm2 (0.3V, 5 mA/cm2),连接之后一分钟
( T, W1 j! z' T9 l+ r" ?" l 尺寸: 39 (width) x 39 (height) x 39 (depth) mm
) ]' v' ?. E' z1 f! f: R- B! P这种生物电池研发中的关键成果:! I, O9 e% u* N. R9 R
1. 能够把酶和介质固定在电极上的技术
, s. o* L6 u+ ? 2. 能够高效产生氧气的阴极架构
/ ^5 r* q6 I8 @1 s3 c8 T( j- B. Z 3. 优化电解溶液来适应生物电池结构( K9 }& P" z, I4 ?' u5 }
4. 小巧的体积提供很高的能量输出4 R; _' g7 `& y- W7 r, y* d
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