生物技术之细菌发电
历史
?细菌发电，即利用细菌的能量发电。历史可以追溯到1910年，英国植物
学家马克·皮特首先发现有几种细菌的培养液能够产生电流。于是他以
铂作电极，放进大肠杆菌或普通酵母菌的培养液里，成功地制造出世界
上第一个细菌电池。细菌发电经过一个世纪的发展，逐步受到世界各国
的重视，科学家们表示，这种技术可用来生产手机电池。2012年，美宇
航局拟用细菌为行星探索机器人供能。
?细菌发电工艺会产生二氧化碳（导致温室效应的气体）等对空气造成污
染的物质，但与使用矿物燃料所排出的废气相比，它对全球变暖的危害
要低得多。
技术原理
?让细菌在电池组里分解分子，以释放出电子向阳极运动产生电能。在细
菌发电期间，还要往电池里不断充入空气，用以搅拌细菌培养液和氧化
物质的混合物。但自然界中这种沉积物不多，因此细菌中的电子含量总
是很饱满，它需要一个可以释放电子的途径。如果把电极放在这种含铁
的沉积物中，并把它连成一个圈，细菌就可以释放电量。就这样产生了
奇特的细菌电源
原料
?主要原料包括葡萄糖以及果糖、蔗糖，甚至从木头和稻草中提取出来的
含糖副产品的木糖等，都可以充当细菌发电的原料。细菌发电所用的糖
完全可以用诸如锯末、桔秆、落叶等废有机物的水解物来替代，
?分解化学工业废物如无用聚合物来发电
?重金属
岩石菌种
?还有一种寄生在岩石上名的为希瓦氏菌的细菌，这种细菌可以将矿物质
转化为微小的电流。这是本世纪的一项重大发现，这个发现可以帮助科
学家发明出一种全新的用有机物为材料的清洁燃料电池
?因为这种细菌适应环境的能力很强，于自然界中可以说是无处不在，并
且它们还可以缺氧的环境下生活（这也让科学们被困扰了半个世纪）。
不过，即便科学家们发现了这一微生物可以产生电流，也无法搞清电流
是如何产生的
建发电厂
?细菌发电有希望能成为石油、煤矿、天然气等稀缺能源的替代品。
?建立细菌发电站，计算表明一个功率为1000千瓦的细菌发电站，仅需要
1000立方米体积的细菌培养液，每小时消耗200千克糖即可维持其运转发
电。而这种电站是一种不污染环境的绿色电站，其运转产生的废物基
本上是二氧化碳和水。完全可以用诸如锯末、秸秆、落叶等废有机物的
水解物来代替糖液等，细菌发电的前景十分广阔。
制造电池
?美国设计出一种综合细菌电池，里面的
单细胞藻类可以利用太阳光将二氧化碳和水
转化为糖，然后再让细菌利用这些糖来发电。
?日本科学家同时将两种细菌放入电池的
特种糖液中，让其中的一种细菌吞食糖浆产
生醋酸和有机酸，而让另一种细菌将这些酸
类转化成氢气，由氢气进入磷酸燃料电池发
电。英国则发明出一种以甲醇为电池液，以
醇脱氢酶铂金为电极的细菌电池。
?尽管有关微生物燃料电池的问题很早便已提
出，但直到现在他们仍旧面临成本高以及能
效低等问题
制造氢气
?细菌除了可发电之外，还可以制造氢气。正在对此进行研究的离子
能公司的总裁说：“我们已经证明了细菌制造氢气的可能性，接下来需
要在一个广的应用范围内证明它的可行性。
?细菌发电也可用于其他环境条件下，比如在充电条件困难以及成本
高的情况下。使用这项技术为监视过往船只及潜艇的水下扩音器和声呐
提供动力。通过这项技术，动物粪便或污水等含有碳水化合物的废物，
都能为电冰箱和炉子提供电力，可以为生活在偏远地区的人带来帮助。
发展前景
微型行星探索机器人的细菌供电技术的初步研究，如果取得成功，未来
的微型机器人行星探险家将采用有效而可靠的微生物燃料电池，无需科学
家进行干预。
?细菌还具有捕捉太阳能并把它直接转化成电能的“特异功能”。在死海
和大盐湖里找到一种嗜盐杆菌，它们含有一种紫色素，在把所接受的大
约10%的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。科学家们利用它们制造
出一个小型实验性太阳能细菌电池，结果证明是可以用嗜盐性细菌来发
电的，用盐代替糖，其成本就大大降低了。由此可见，让细菌为人类供
电已不是遥远的设想，而是不久的现实。