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排泄物充電 微生物電池開創新能源

【記者王明/編譯】動物排泄物有用途!?科學家近日宣稱,糞便中的一種細菌能改善微生物燃料電池(簡稱MFCs)的效能,這種發電方式是直接將手機的電池充電,人和動物的排泄物或將成為驅動新一代手機的能源。

英國東英吉利大學(UEA)的這項研究主要著重於電子通過細菌中的蛋白質的方式。人和動物的排泄物都含有細菌,能夠「吸入」含鐵的礦物質,十分類似人類吸入氧氣的作用。此「吸入」的過程,會引發釋出電荷的副作用。科學家發現糞便中存在著希瓦氏菌(Shewanella),而此細菌中發現了稱為多血紅素細胞色素(multi-haem cytochromes)的蛋白質。

主導此研究的巴特(Julea Butt)說:「適當的環境下,這種細菌具備發電的能力。我們了解到某些細菌會將細胞內的電子轉移至外部,如同可靠的電子轉移模組。我們希望掌握這一自然過程的運作方式,激發可定制蛋白的設計,藉以鞏固可持續能源的生產。」

其次,去年7月,英國布里斯托機器人研究室(Bristol Robotics Laboratory)的科學家聲稱,開發出世界上第一款由尿液驅動的智慧型手機。研究人員提到,儘管不少人會對尿液發電嗤之以鼻,但這是動物「最終的排泄物」,而且不須仰賴風或太陽等不穩定的天然能源。

微生物燃料電池專家艾羅包洛斯(Ioannis Ieropoulos)博士說:「在此之前,沒有人能利用尿液當作能源,這是令人振奮的發現。利用最終排泄物作為發電能源,是相當環保的途徑。添加這種能源,再經由微生物燃料電池的連鎖反應,我們就可以為手機充電。」

微生物燃料電池是一種能源轉換器,利用活的微生物代謝原理,能直接將有機物轉換成電能。電力是微生物自然生命週期的副產品,所以,只要它們吸收尿液愈多,就能製造愈多能量,並維持較長的運作時間。

微生物燃料電池的電能輸出量相對較低,目前研究人員僅能將之儲存於電容器之中,且累積少量的能量,提供短期的充電和放電之用。科學家期待這項新發現有利進一步開發便於攜帶的能量技術,應用至手機、平板電腦和筆記本電腦。◇