你知道嗎？飲料既能解渴，又可發(fā)電！在國家自然科學(xué)基金的連續(xù)資助下，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所董紹俊院士（TWAS）課題組在生物燃料電池的研究方面取得了重要進(jìn)展，她們所設(shè)計(jì)的微型生物燃料電池可以直接從軟飲料中獲得能量，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《Energy & Environ. Sci. 2011, 4, 1358–1363》上。隨后，該工作立即被著名出版社RSC選為新聞故事特寫在Chemistry World上進(jìn)行了報(bào)道。

　　能源供給一直是一個(gè)熱門話題。生物燃料電池是一類以酶或者微生物為催化劑，以生物質(zhì)為燃料，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的特殊燃料電池。與常規(guī)燃料電池相比，它造價(jià)低廉并能在室溫和接近中性的pH值條件下工作，因而被視為一種潛在的綠色能源技術(shù)，有望用于便攜能源和可植入醫(yī)療器件。

　　該課題組報(bào)道的酶生物燃料電池包括由碳纖維微電極制備的生物陽極和陰極，其中一種新型的碳納米材料——單壁碳納米角用來修飾電極以提高電子傳遞能力。生物陽極進(jìn)一步修飾上葡萄糖去氫酶，在輔酶的作用下，催化氧化軟飲料中的葡萄糖；生物陰極修飾上膽紅素氧化酶，可將空氣中的氧還原成水。由這兩種反應(yīng)組成的電路可用于構(gòu)建微型能源裝置，獲得較高的能量輸出。為能給小型電子設(shè)備供電，生物燃料電池需要微型化和更為廣泛的燃料來源。在該體系中，從超市買來的軟飲料可作為燃料直接使用，僅僅1 mL飲料（價(jià)格低于1分錢）能使燃料電池在間歇工作下產(chǎn)能近一個(gè)月。下圖是該生物燃料電池從飲料中獲得能量的功率輸出示意圖（從左到有依次為：茶飲料、蔬菜汁、果汁和碳酸飲料）。

　　這種酶生物燃料電池所用的燃料（軟飲料）廉價(jià)并廣泛易得，使用方便，電池構(gòu)造簡單，為其作為低成本的“綠色”微型能源裝置提供了可能。

作者:莊乾坤 梁文平　　　發(fā)表時(shí)間:2011-04-25　　　來源:化學(xué)科學(xué)部