Ano ang isang biofuel cell?

Ang isang biofuel cell ay isang aparato na gumagamit ng mga biological na materyales upang makabuo ng koryente sa isang direktang paraan sa pamamagitan ng mga reaksyon ng redox.Ito ay kaibahan sa maginoo na paggamit ng mga biofuel upang makabuo ng koryente mula sa init na ibinigay ng pagkasunog ng materyal.Ang prinsipyo sa likod ng teknolohiya ng biofuel cell ay upang gayahin ang iba't ibang mga natural na proseso na ginagamit upang makabuo ng enerhiya sa loob ng mga nabubuhay na organismo.Sa ilang mga kaso, ang bakterya ay maaaring magkaroon ng papel sa mga cell cells na ito.Noong 2011, ang mga cell ng biofuel ay nagpapakita ng potensyal bilang isang alternatibong mapagkukunan ng enerhiya at sa iba't ibang mga aplikasyon ng medikal at bioengineering.Pinadali ng mga enzymes ang mga reaksyon, kung saan ang mga karbohidrat ay na -convert sa carbon dioxide at tubig sa pamamagitan ng pag -alis ng mga electron, na pagkatapos ay nakaimbak sa mga molekula ng adenosine triphosphate (ATP).Sa isang biofuel cell, ang mga electron na ginawa ng oksihenasyon ng mga organikong molekula at mdash;karaniwang mga karbohidrat, tulad ng sa mga nabubuhay na organismo at mdash;ay ginagamit upang makabuo ng isang de -koryenteng kasalukuyang.Ang ideya ng paggamit ng mga biological na prosesong ito upang makabuo ng koryente ay mula pa noong 1960, ngunit ang mga maagang pagtatangka na bumuo ng isang praktikal, nagtatrabaho biofuel cell ay nakatagpo ng mga paghihirap..Sa isang seksyon, ang oksihenasyon ng isang karbohidrat at mdash;Halimbawa, glucose at mdash;nagbibigay ng mga electron.Sa iba pang seksyon, naganap ang isang reaksyon ng pagbawas, na gumagamit ng mga electron na ito.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa dalawang electrodes, ang isang kasalukuyang maaaring gawin mula sa elektrod sa seksyon ng oksihenasyon at mdash;ang anode mdash;sa elektrod sa seksyon ng pagbawas at mdash;Ang katod.Ang mga electron ay una na nakaimbak sa oxidizing enzyme at nais, sa natural na proseso, ay ililipat sa kemikal sa mga molekula ng ATP.Mayroong dalawang posibleng pamamaraan ng pagkuha ng mga electron mula sa enzyme sa anode sa isang biofuel cell.Maaari itong gawin ng kemikal o sa pamamagitan ng iba pang mga pamamaraan, tulad ng pagtatayo ng anode mula sa isang mesh ng carbon nanotubes kung saan ang enzyme ay na -adsorbed.Ang mga pamamaraan na ito ay nagreresulta sa nabawasan na aktibidad sa enzyme at bunga ng pagkawala ng kahusayan, ngunit ito ay, sa oras ng pagsulat, ang isang lugar ng patuloy na pananaliksik at pinabuting pamamaraan ay maaaring mabuo.

Ang iba pang paraan ng paglilipat ng elektron ay kilala bilang mediated electronTransfer (MET).Hindi ito nangangailangan ng enzyme na makipag -ugnay sa anode;Sa halip, ang mga electron ay ipinasa sa isa pang molekula sa isang mas mababang potensyal na redox, na pagkatapos ay isusuko ang mga electron sa anode.Ang tambalang ito, na kilala bilang isang tagapamagitan, ay dapat ding magkaroon ng isang mas mataas na potensyal na redox kaysa sa anode.Ang labis na hakbang na ito ay nagsasangkot ng pagkawala ng enerhiya at sa gayon ang gasolina ng gasolina ay sa pagsasanay na hindi gaanong mahusay kaysa sa maaaring maging sa teorya.Kabilang sa mga posibilidad ay ang paggamit ng bakterya sa mga cell ng microbial fuel.Ang pagbabawas ng bakterya na nababawas sa mga kondisyon ng anaerobic ay nagpapakita ng partikular na pangako dahil natural na binabawasan nila ang bakal sa estado ng +3 na oksihenasyon nito sa estado ng +2 na oksihenasyon.Ang bakal ay maaaring sumuko ng isang elektron sa anode, na bumalik sa estado ng +3 at kumikilos bilang isang natural na molekula ng tagapamagitan sa pamamagitan ng paglilipat ng mga electron mula sa bakterya hanggang sa anode., hindi nangangailangan ng mamahaling mga katalista at gumamit ng pangkaraniwan, murang at madaling mababago na mga hilaw na materyales.Ang pangunahing kawalan ngAng mga biofuel cells ay ang kanilang kawalang -saysay at mababang output ng kuryente.Bilang ng 2011, gayunpaman, may mga pag -asa na ang mga problemang ito ay maaaring pagtagumpayan, pagbubukas ng isang bagong hanay ng mga posibilidad.Kabilang dito ang hindi lamang mura, malinis at mababagong enerhiya, kundi pati na rin ang pag -asam ng mga itinanim na mga cell ng biofuel, na tumatakbo sa mga sangkap na ginawa ng katawan, na ginagamit upang mabigyan ng kapangyarihan ang mga aparatong medikal tulad ng mga pacemaker.