产生的电子迁移,从而实现生物发电的技术。
这个技术的优点是环保。
缺点就是效率太低,每立方米的高碳源培养基,只能发电10~20度电;而直接燃烧发电,可以产生500度左右的电能。
两者没有可比性。
而且所谓的每立方米高碳源培养基发电量,也是在条件非常好的实验室环境下达到的结果。
比如,2024年6月23日发表的一篇论文中,华人科学家段镶锋和黄昱领导的研究团队,开发出一种新型微生物流动燃料电池(mffcs),通过利用人工电子介体在流动介质中高效传递细菌代谢电子,其最高功率密度可达17.6mwcm(相当于每立方米176瓦特)。
根据江淼调查到的数据,他们这个实验系统只能在实验室环境下,运行90个小时左右,之后效率直线下降。
按照这个数据,转变为立方米之后,稳定发电高峰期,差不多可以发电15.84度,加上后续的低功率发电,最多就是20度的样子。
而非实验室条件下的微生物燃料电池,每立方米的最高功率只有几十瓦特。
当然,在非实验室条件下,由于细菌分解有机物不太迅速的原因,其发电时间会延长到几个月,因此其总发电量还是10~20度左右。
如果每立方米发电功率176瓦特,可以维持1个月时间,那一个月的发电量就是126.72度、两个月就是252度、三个月则来到了378度。
那有没有可能实现高功率条件下,长时间稳定发电?
答案是可以。
目前非实验室条件下,胞外产电细菌的能量转化效率为10~30%,实验室条件下可以达到60~70%。
而且需要特别注意一个情况。
那就是培养基的有机物胞外产电细菌消耗的有机物。
胞外产电细菌只能分解消化一小部分有机物。
比如胞外产电细菌之中的铜绿假单胞菌,其食谱只包括:碳水化合物
中的葡萄、木、淀粉;含氮化合物中的氨基酸、尿素;脂肪类物质中的甘油三酯、磷脂;芳香族化合物。
从这里就可以知道,很多胞外产电细菌并不能直接消化牛羊粪中的纤维素、半纤维素和木质素。
如果可以将纤维素、半纤维素、木质素分解成为葡萄、单、芳香族化合物,那就可以被一部分胞外产