바이오 연료 세포는 무엇입니까?

bio 연료 세포는 산화 환원 반응을 통해 직접적인 방식으로 생물학적 물질을 사용하여 전기를 생성하는 장치입니다.이것은 재료의 연소에 의해 제공된 열에서 전기를 생성하기 위해 바이오 연료의 기존의 사용과 대조된다.바이오 연료 세포 기술의 원칙은 살아있는 유기체 내에서 에너지를 생산하는 데 사용되는 다양한 자연 과정을 모방하는 것입니다.어떤 경우에는 박테리아가 이러한 연료 전지에서 역할을 할 수 있습니다.2011 년 현재, 바이오 연료 세포는 대안적인 에너지 원으로서 및 다양한 의료 및 생물 공학 응용 분야에서 잠재력을 보여줍니다. 살아있는 유기체는 탄수화물의 산화로부터 에너지를 얻습니다.효소는 반응을 촉진하는데, 이는 탄수화물이 전자를 제거함으로써 이산화탄소 및 물로 전환되는 반응을 촉진시킨 후, 아데노신 트리 포스페이트 (ATP) 분자에 저장됩니다.바이오 연료 세포에서, 유기 분자의 산화에 의해 생성 된 전자 mdash;살아있는 유기체에서와 같이 일반적으로 탄수화물 mdash;전류를 생성하는 데 사용됩니다.이러한 생물학적 과정을 사용하여 전기를 생산한다는 아이디어는 1960 년대 이래로 진행되었지만 실용적이고 작동하는 바이오 연료 세포를 건설하려는 초기 시도는 어려움에 직면합니다..한 부분에서, 탄수화물의 산화 mdash;예를 들어, 포도당 mdash;전자를 제공합니다.다른 섹션에서는 이러한 전자를 사용하는 환원 반응이 발생합니다.두 전극을 연결함으로써, 산화 섹션의 전극으로부터 전류를 만들 수있다.양극 mdash;환원 섹션의 전극 및 mdash;음극.전자는 초기에 산화 효소에 저장되며 자연 과정에서 ATP 분자로 화학적으로 전달 될 것이다.바이오 연료 세포에서 효소에서 전자를 양극으로 추출 할 수있는 두 가지 가능한 방법이 있습니다. DET (Direct Electron Transfer) 방법에서 효소는 양극에 결합되어야합니다.이것은 화학적으로 또는 효소가 흡착 된 탄소 나노 튜브 메쉬로부터 양극을 구성하는 것과 같은 다른 방법에 의해 수행 될 수있다.이러한 방법은 효소에서 활성을 줄이고 결과적으로 효율성 상실을 초래하지만, 이는 쓰기 시점에 진행중인 연구 및 개선 된 기술이 개발 될 수 있습니다.전송 (Met).이것은 효소가 양극과 접촉 할 필요가 없습니다.대신, 전자는 다른 분자로 전달된다.중재자로 알려진이 화합물은 또한 양극보다 더 높은 산화 환원 전위를 가져야합니다.이 추가 단계는 에너지 손실과 관련이 있으므로 연료 전지는 이론보다 덜 효율적입니다.

바이오 연료 세포는 적극적인 연구 영역이며 이러한 문제에 대한 다양한 해결책을 조사하고 있습니다.가능성 중에는 미생물 연료 전지에서 박테리아의 사용이 있습니다.혐기성 조건에 사는 철 환원 박테리아는 +3 산화 상태의 철을 +2 산화 상태로 자연적으로 감소시키기 때문에 특별한 약속을 보여줍니다.그런 다음 철은 양극에서 전자를 포기하고 +3 상태로 돌아와 박테리아에서 전자를 양극으로 전달함으로써 자연 중재자 분자 역할을 할 수 있습니다., 값 비싼 촉매가 필요하지 않으며 일반적이고 저렴하며 쉽게 재생 가능한 원료를 사용하십시오.주요 단점바이오 연료 세포는 비 효율성과 저전력 출력입니다.그러나 2011 년 현재 이러한 문제를 극복 할 수 있기를 희망하여 새로운 범위의 가능성을 열어줍니다.여기에는 저렴하고 깨끗하고 재생 가능한 에너지뿐만 아니라 신체에 의해 생성 된 물질에서 실행되는 이식 된 바이오 연료 세포의 전망도 포함되어 있으며 맥박 조정기와 같은 의료 기기에 전력을 공급하는 데 사용됩니다.