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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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# _# V1 \& M& B4 W“甜蜜”的技术' J+ t; X: v& d
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。- I; j7 e0 L' [5 ?
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)。6 X$ q) c. n$ P- X: Y1 l! a
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。
1 \. `3 O) D2 K5 V7 x% o8 x8 | 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。
, e5 T+ f4 Z7 K7 m 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3 l( N1 {) H# @7 O$ m& g) Q
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。
- |( d5 Z3 c6 W 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。' _% F) x6 g; n$ D+ J" k' H% C
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。
+ Y! {, O; `: @' C5 L9 m" j, ?0 j, K这种电池的详细规格如下:
, m4 X: b, [6 V8 \4 P; y7 M7 k7 m 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)# f6 D4 H; D9 c4 W6 ^: G) H0 n8 \' J
介质:维生素K3和和NADA抚媚(阳极) 铁氰化钾(阴极)+ ]: \; A! T9 b+ a: Q$ d( [
电极:多孔碳 电流采集:钛金属网) _: _& k. N+ h: F6 q
分割器:玻璃纸
0 x$ X* k4 v& a1 ^, T 葡萄糖:0.4M葡萄糖溶解于1.0M磷酸钠溶液中,PH值为77 {2 J2 |7 Y7 x! g
最大输出:1.5 mW/cm2 (0.3V, 5 mA/cm2),连接之后一分钟
: Q7 L% e0 Q2 ^ 尺寸: 39 (width) x 39 (height) x 39 (depth) mm
5 T8 L" L- C( t* a这种生物电池研发中的关键成果:8 U' s+ K$ {# o) ]% @$ c# |
1. 能够把酶和介质固定在电极上的技术5 x5 m Q7 m0 ^, Y. H
2. 能够高效产生氧气的阴极架构
9 }5 D5 a r- D) I3 Q 3. 优化电解溶液来适应生物电池结构
% A9 v" F& B9 p& g- P3 z 4. 小巧的体积提供很高的能量输出$ f+ _+ s4 q1 l' ^/ [8 Q
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