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用糖来听歌,索尼开发出生物电池4 N2 p, l& p7 o! D. B, W+ g/ h
% e u4 }" U `! N# j3 K: K 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
0 h5 i- X9 Q8 Z 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。' b7 r/ m. A+ z& d! G% ?
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)。# f) ?- J& G) u ]" Z/ O
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。
+ b; q/ E0 f$ c1 P) O/ d2 d3 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。
% z) j0 N, s) O 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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9 E6 B! p6 A6 x2 m2 O生物电池的原理3 p/ J: ^0 D6 _3 L, i
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。
) Q( V* H9 A8 |4 e" M: n* E 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。7 y, j7 ?! `5 B5 O- n/ V
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。
+ e }! I" G+ M/ N& f" J& d这种电池的详细规格如下:# P5 l* W' W* C! [1 E6 I, O
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)- b% Q+ u$ v" E* ~" ^& R
介质:维生素K3和和NADA抚媚(阳极) 铁氰化钾(阴极)/ m R- }/ `' S g
电极:多孔碳 电流采集:钛金属网& }4 R/ Q3 W" x( H& q; g, a4 V
分割器:玻璃纸* n3 ^; p s1 a7 K" E0 l7 e
葡萄糖:0.4M葡萄糖溶解于1.0M磷酸钠溶液中,PH值为7' D2 B! |" u2 r; h+ G: c6 h6 `
最大输出:1.5 mW/cm2 (0.3V, 5 mA/cm2),连接之后一分钟1 j( L% y' w; h" Q5 {2 Y" R% V
尺寸: 39 (width) x 39 (height) x 39 (depth) mm
2 j$ u: p+ a, R+ e& W) L* ]这种生物电池研发中的关键成果:
/ t8 \; z- `# B* s' x2 ~ 1. 能够把酶和介质固定在电极上的技术3 }: q& q G+ O5 F# Y
2. 能够高效产生氧气的阴极架构
- X9 \+ D1 |! j 3. 优化电解溶液来适应生物电池结构" |. S1 ~6 S* F9 f: [) H$ z
4. 小巧的体积提供很高的能量输出
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