酵母燃料電池

酵母燃料電池是利用活細胞中的低溫催化劑——酶來產生電流，這種活生生的動力能自我產生，從而取代定期更換電池的常規手術。

基本介紹

• 中文名：酵母燃料電池
• 地點：英國
• 文獻：《新科學家》
• 特點：人血中的葡萄糖為能源

資料

英國《新科學家》雜誌稱科學家以人血中的葡萄糖為能源的酵母細胞有一天會驅動置入人體內的電子裝置，如起博器。這種活生生的動力能自我產生，從而取代定期更換電池的常規手術。因為加拿大英屬哥倫比亞大學的一支科學家小組將酵母包封在柔軟的膠囊中，已經開發出來了這種微型的微生物燃料電池，可以套用到治療麻痹症的脊柱內微電極這樣的電子裝置中。 從事此酵母燃料電池開發的科學家表示，脊柱內微電極需要植入脊柱內，因此更換電池很棘手。

傳統燃料電池依靠高溫催化劑如鉑來從燃料中剝離電子，從而產生電流。而此微生物燃料電池則利用活細胞中的低溫催化劑――酶來產生電流。最簡單的辦法是，當細胞開始分解食物時，就直接“盜取”細胞所產生的電子。這一辦法在“電子中介”的幫助下能實現，所謂“電子中介”就是足夠小的化學物，能通過細胞獲取電子，之後又能從細胞內跑出來。

此新燃料電池由釀酒酵母組成，這些酵母封存在由聚二甲矽氧烷(PDMS)材料製成的膠囊中，共同構成了此燃料電池。科學家目前開發的這種燃料電池的樣品是微米級的，面積為15平方微米，厚1.4微米。此研究成果發表在最新出版的《微電子系統雜誌》上。

測試研究

甲基藍這種化合物通常用於對生物樣本進行染色，加拿大英屬哥倫比亞大學的科學家將用作“電子中介”。當酵母分解葡萄糖時，甲基藍就從酵母細胞那裡“盜取”電子，之後將電子運送到此酵母細胞的另一邊，從而產生微弱的電流。在陰極上，來自酵母細胞的氫離子和氧結合產生水。為增加電極的面積以加大此燃料電池的電力輸出，該小組利用矽蝕刻技術來製造“微型柱”，其面積為40平方微米左右，高8微米。

經測試，此酵母燃料電池大約能產生40納瓦的電力，相比之下，石英手錶的電子通常能產生微瓦級的電力。因此，如果利用電容器將能量貯存起來，此酵母燃料電池就能驅動一些裝置。此酵母還將進行基因改良，使其具有更大的電力輸出能力。不過，這一目標面臨許多挑戰。比如，得讓酵母細胞健康生長，其廢物得無損傷情況下進行清理，讓有害物質排泄到人體血液中。

形成的“微型柱”能提高此燃料電池輸電能力