2010年1月30日 星期六

細菌風扇! Bacteria-powered fan

現在利用能源的方式有很大一部分是利用燃燒發電, 再利用產生的電去驅動電器. 可是燃燒中很多的能量都浪費在廢熱上了, 熱機有一定的理論效率. 有更好的方式嗎? 難道電器不能像動物一樣吃食物然後慢慢放能就好? 為什麼一定要燃燒發電呢? 當然很多的燃料電池都正在研究中, 希望在比較溫和的情況下做高效率的能量轉換率. 不過燃料電池常常只能接受很固定的燃料, 像是純的甲醇之類的, 沒法餵食物就好.. 來看看這個用細菌轉換能量的研究吧! 只要把會分解糖分的細菌放在糖水裡, 這種特殊的細菌就會產生氫氣, 然後再送去燃料電池發電, 風扇就這麼轉了起來了!

相關學術文獻

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http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%87%83%E6%96%99%E7%94%B5%E6%B1%A0
燃料電池(Fuel cell),是一種使用燃料進行化學反應產生電力的裝置,最早於1839年由英國的Grove所發明。最常見是以氫氧為燃料的質子交換膜燃料電池,由於燃料價格平宜,加上對人體無化學危險、對環境無害,發電後產生純水和熱,1960年代應用在美國軍方,後於1965年應用於美國雙子星計劃雙子星5號太空倉。現在也有一些筆記型電腦開始研究使用燃料電池。但由於產生的電量太小,且無法瞬間提供大量電能,只能用於平穩供電上。
燃料電池是一個電池本體與燃料箱組合而成的動力機制。燃料的選擇性非常高,包括純氫氣、甲醇、乙醇、天然氣,甚至於現在運用最廣泛的汽油,都可以做為燃料電池的燃料。這是目前其他所有動力來源無法做到的。而以燃料電池做為汽車的動力,已被公認是廿一世紀必然的趨勢。
甲醇燃料電池,燃料電池的層狀結構(中心立方體)
燃料電池是以電的化學效應來進行發電,在我們的生活中有許多電池都是利用電的化學效應來發電,或儲存電力;乾電池、鹼性電池、鉛蓄電池都是以正負極金屬的活性高低差來產生電位差的電的化學發電機,通稱伏打電池。
燃料電池則是以具有可燃性的燃料與氧反應產生電力;通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷(CH4)、乙醇(酒精)、氫…這些可燃性物質都要經過燃燒加熱水使水沸騰,而使水蒸氣推動渦輪發電,以這種轉換方式大部分的能量通常都轉為無用的熱能,轉換效率通常只有約30%相當的低,而燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發生反應產生二氧化碳(CO2)和水(H2O),因不需推動渦輪等發電器具,也不需將水加熱至水蒸氣再經散熱變回水,所以能量轉換效率高達70%左右,足足比一般發電方法高出了約40%;優點還不只如此,二氧化碳排放量比一般方法低許多,水又是無害的產生物,是一種低污染性的能

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