冉浩

①能源是我們賴以生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ)，現(xiàn)在我們所依賴的煤、石油和天然氣等化石燃料，具有不可再生性，預計將在未來100年或稍長的時間內(nèi)枯竭，全球能源安全面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。同時，化石能源的利用也造成了嚴重的環(huán)境污染。因此，尋找清潔的替代能源就顯得格外迫切了。微生物燃料電池便是其中的一種選擇。微生物燃料電池的思路源自20世紀初。1911年，英國植物學家波特就發(fā)現(xiàn)大腸桿菌和酵母菌能夠產(chǎn)生電流，但是相當長的一段時間內(nèi)，由于其發(fā)電量小、成本高，而且需求不迫切，該技術(shù)一直得不到發(fā)展。但進入21世紀以來，人們再次將目光投到了這個領(lǐng)域。

②微生物燃料電池的基本結(jié)構(gòu)包括陽極室和陰極室，兩者中間以特殊的半透膜隔開。陽極室連接電池的陽極，里面灌滿酸堿緩沖液、營養(yǎng)液，生存著產(chǎn)電微生物。陰極室內(nèi)存在著電子受體溶液，接受穿過半透膜傳遞來的電子。陽極室中的電子或其他帶電粒子穿過兩個室之間半透膜，到達陰極室，形成電流。

③產(chǎn)電微生物是其中的核心。目前已知的產(chǎn)電微生物有20多種。其中，希萬氏菌和硫還原地桿菌已經(jīng)成為研究的模式菌，完成了全基因組測序。其與普通微生物最大的區(qū)別在于能將細胞呼吸過程中產(chǎn)生的電子釋放到細胞外，同時也能從電子傳遞中獲得能量而生長。

④目前，微生物燃料電池已經(jīng)取得了長足進步，電壓最高達1.385V，離普通電池的1.5V已經(jīng)非常接近，如果將多個電池串聯(lián)，曾經(jīng)得到過2.02V的電壓。

⑤微生物燃料電池也已經(jīng)有了小型化應用，如亨特等人曾用它來驅(qū)動馬克河中氣象光學浮標，持續(xù)供電7個月，直到浮標被冰塊撞壞……英國科學家甚至設(shè)想了未來能夠“吃剩飯”的機器人——利用各種剩菜剩飯以及落葉作為機器人的電池“燃料”。微生物的胃口不大，家里的垃圾或許就能養(yǎng)個機器人。同樣的道理，廢水發(fā)電也是科學家期待的領(lǐng)域。如果能將污水處理廠借助該技術(shù)變成發(fā)電站，那同樣是效益巨大的。以我國為例，2010年廢水排放總量為617.3億噸，其中蘊含潛在的電能為5.15×1010千瓦時，而我國當年用于廢水處理的總耗電量為4×1010千瓦時。如果將其潛在電能挖掘出來，不僅能彌補耗電，而且還能反哺電網(wǎng)，變廢為寶。此外，微生物燃料電池在制氫以及將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷等燃料氣體方面也大有前途。

（選自《知識就是力量》2014年第5期，有刪改）

【閱讀訓練】

1.微生物燃料電池有哪些突出的優(yōu)點？

2.科學家對微生物燃料電池在未來有哪些應用構(gòu)想？

3.第②段是怎樣說明微生物燃料電池的？

4.請從說明文語言的準確性方面分析第③段畫線句子。

（房雪麗 設(shè)計）

（參考答案見91頁）