生物燃料電池利用昆蟲化學能發電

據fuelcellsworks網站報道：美國凱斯西儲大學發(fa)現(xian)昆(kun)蟲(chong)體(ti)內(nei)的(de)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)發(fa)電(dian)，這(zhe)為(wei)實(shi)現(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)記(ji)錄(lu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)供(gong)電(dian)乃(nai)至(zhi)對(dui)昆(kun)蟲(chong)的(de)控(kong)製(zhi)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)能(neng)。該(gai)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在(zai)美(mei)國(guo)化(hua)學(xue)學(xue)會(hui)的(de)在(zai)線(xian)期(qi)刊(kan)上(shang)。

該gai研yan究jiu得de到dao了le美mei國guo國guo家jia科ke學xue基ji金jin會hui的de資zi助zhu。研yan究jiu者zhe致zhi力li於yu研yan究jiu植zhi入ru式shi生sheng物wu燃ran料liao電dian池chi
，通tong過guo陽yang極ji的de酶mei將jiang化hua學xue能neng轉zhuan化hua為wei電dian能neng。其qi中zhong一yi種zhong酶mei將jiang海hai藻zao糖tang分fen解jie為wei更geng簡jian單dan的de單dan糖tang
，而er另ling一yi種zhong酶mei使shi單dan糖tang氧yang化hua並bing釋shi放fang出chu電dian子zi。而er後hou電dian子zi流liu向xiang陰yin極ji並bing產chan生sheng電dian流liu，氧yang氣qi則ze獲huo得de電dian子zi發fa生sheng還hai原yuan反fan應ying生sheng成cheng水shui。

在使用海藻糖溶液對該電池係統進行測試後，電極被植入一隻雌性蟑螂腹部的血竇中，研究人員發現蟑螂不會受到長期的損害，這說明該燃料電池係統適於長時間使用。

研究使用穩壓器測量燃料電池的輸出
，在0.2V下，電池的最高功率密度達到了100微瓦/平方厘米，而最大電流密度為450微安/平方厘米。

該研究原本預計持續五年

，但由於海藻糖酶難以製備，研究曾經停滯一年。最後使用了化學合成的海藻糖酶基因生成表達質粒——這是一種從染色體中分離的DNA分子——並利用大腸杆菌實現大批量純化酶的生產。這種方法取得了成功。

研究人員正采取多種措施以推動該技術的發展，如燃料電池微型化，將設備完全植入昆蟲體內而不影響其正常活動
；此外還合作開發可以在昆蟲體內長時間工作的材料和能耗更小的信號發送器
，以及為係統增加輕型可充電電池等。