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用糖来听歌,索尼开发出生物电池" E! P! M4 ]% q
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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。9 q* F# j- u1 {
% V. v& c- e+ e5 j* d2 R; J“甜蜜”的技术
7 m, [! l- u! k3 m+ w0 ^ 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。
% Q+ |: v7 T( P" s; ] 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)。- n$ y; M+ g6 ?& W
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。/ @, i) T# h' l. ?7 n
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。& N" _ D" X4 @# Q5 p2 u+ Q3 q5 R% F
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。 |2 @4 U7 O- p; t9 V# M
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生物电池的原理0 e9 Y0 {4 d- Q8 M- S
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。3 ]; T) n! s' c6 X; M
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。
! w* ], t8 [" 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。
7 h! l5 l( J! r! G这种电池的详细规格如下:$ m$ m% M' {/ V6 J9 k4 T
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)
/ { V* u3 l- f8 g4 V' Z8 Y 介质:维生素K3和和NADA抚媚(阳极) 铁氰化钾(阴极)
* d/ P3 U/ I7 v! n 电极:多孔碳 电流采集:钛金属网3 @$ W, m- p ~5 A3 Q
分割器:玻璃纸4 u6 A- N _: L: G9 P, y
葡萄糖:0.4M葡萄糖溶解于1.0M磷酸钠溶液中,PH值为7
" @: d1 e6 ?5 q! L* k 最大输出:1.5 mW/cm2 (0.3V, 5 mA/cm2),连接之后一分钟
' {- U7 K3 [) \/ m$ Y3 k; @' } 尺寸: 39 (width) x 39 (height) x 39 (depth) mm
. N+ s, e$ h6 a9 T这种生物电池研发中的关键成果:( ? T: k1 ]+ `' F" g
1. 能够把酶和介质固定在电极上的技术
* E* i. M: ?1 i" N3 b) C 2. 能够高效产生氧气的阴极架构% w: _1 E( u# [( Y7 f, W
3. 优化电解溶液来适应生物电池结构0 W" b, Z9 a' e6 Y1 [1 c" q
4. 小巧的体积提供很高的能量输出
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