科普趣聞:大腸桿菌吃進巧克力后可以發電

    大家還記得小時候看過的童話《查理和巧克力工廠》嗎?童話里的巧克力工廠主威利·溫克擁有一部神奇的巨型玻璃電梯。其實,威利·溫克完全可以利用巧克力工廠生產出來的氫,來給他的巨型玻璃電梯提供動力。

    據英國媒體報道,英國伯明翰大學的微生物學家林恩·馬科斯基和她的同事最近給巧克力工廠的廢料“喂入”一種嗜糖細菌。這種細菌“吃”進糖后能產生氫能源。

大腸桿菌“吃”糖吐氫氣

    位于英格蘭中部地區的伯明翰大學是這項研究的主要研究機構之一。該大學的微生物專家琳內·麥凱西博士介紹說,我們想要看到的是,如果我們在設備的頂端裝入巧克力渣,會在另一端獲得電嗎?

為了實現這一目的,麥凱西和同事們在一個5升的反應器中放入大量經過稀釋的焦糖或奶糖殘渣,然后再投入大腸桿菌,令人興奮的是,氫氣不斷地冒了出來。研究人員隨后把這些氫氣收集起來用作燃料電池的燃料,結果其產生的電力足以帶動了一臺小電扇。

    研究人員介紹,大腸桿菌有一種特性,能使細菌內的納米分子“吸引”糖分子靠近,然后發生接觸反應。在反應過程中,大腸桿菌內的氫化酶會發揮催化作用,發酵糖并產生甲酸鹽,隨后細菌在分解甲酸鹽的過程中會產生氫。同時,該過程還會引發連鎖反應,產生另一種細菌并轉化出更多氫。

廢糖渣變能源

    這種新工藝有兩大好處,首先它產生的能源是氫,是一種綠色環保的清潔能源;正如麥凱西所說,“作為一種不產生二氧化碳的能源載體,氫無疑具有巨大的潛力和市場。”

    負責評估的“C—技術創新有限公司”介紹說,這種工藝把制糖廠扔掉的巧克力殘渣轉化為氫氣。制糖公司不用再處理這些廢品糖,能源制造者也無需消耗現有資源。而且,能源制造者還可以用氫氣為工廠提供動力,甚至將氫氣直接賣給能源公司。

為汽車業帶來兩大突破

    此外,科學家發現,這種工藝的另一種主要用途——為汽車工業帶來兩大突破。

    研究小組在提交給英國《生物化學協會學報》的報告中介紹,大腸桿菌轉化出來的氫能用來制造細菌電池,為未來的氫能源汽車發電。這在石油日趨枯竭、溫室效應日益嚴重的今天具有難以抵擋的誘惑。

    其次,大腸桿菌還能重新打造汽車零件的原料之一——貴金屬鈀金。隨著白金價格飛漲,各大汽車制造商已逐漸改用鈀金來制造汽車觸媒轉換器。為此,研究小組的下一步目標就是把大腸桿菌安置到回爐鈀金的生產線上。

    據悉,把舊汽車上的觸媒轉換器放進接觸轉爐內回爐,再把大腸桿菌、氫氣和轉爐過的廢棄液體一起放進一個大桶內,大腸桿菌內的氫化酶就會放出氫氣產生電子,液體內的鈀與電子反應,會自動從溶液中“抽身”粘附到大腸桿菌上。這樣,全新的鈀金又產生了。

    不過,目前這一工藝仍處于初級階段。麥凱西表示:“這種工藝想要達到工業供電的規模或應用于廢品處理系統,可能還需要5到10年的時間。