將土豆變成電池是學生的典型科學活動。土豆,尤其是在水中浸泡過夜時,含有電池中必不可少的電解質。馬鈴薯電池本身不會持續太久。
除了土豆,還有什麼可以變成替代的電力來源?答案:西紅柿。
佛羅里達州的一組科學家目前正在開發一種生物燃料電池,該生物燃料電池使用廢物或損壞的西紅柿發電。這絕對比用土豆製作電池要復雜。
治療過程
佛羅里達州將西紅柿視為主要農作物,該州每年產生約396,000噸番茄浪費。
但是,研究員Venkataramana Gadhamshetty教授說,該州缺乏良好的治療過程。
加德姆·謝蒂(Gadhamshetty)說,他們想找到一種治療番茄浪費的方法,因為這會導致一些問題。當被傾倒在垃圾填埋場中時,番茄廢物會產生一種強大的溫室氣體甲烷。番茄廢物被傾倒在水體中時會產生重大的水處理問題。
因此,團隊開發了一個微生物電化學細胞,該細胞可以利用番茄浪費並允許其產生電流。
“我們發現,當在生物或微生物電化學細胞中使用時,收穫中損壞和受損的西紅柿可能是一種特別有力的能量來源,”說研究合著者Namita Shrestha。
它是怎麼發生的? Shrestha說,微生物電化學細胞使用細菌分解並氧化番茄廢物中的有機材料。
氧化過程是由細菌與番茄廢物的相互作用引起的。然後,它釋放了在燃料電池中捕獲的電子。這成為電力的來源。
從理論上講,借助這種新方法,佛羅里達州的番茄廢物量可以為迪斯尼土地供電90天。此外,Shrestha表示,該過程在淨化含有番茄污染的固體廢物並防止其水力供水的過程中做出了貢獻。
“秘密”成分
研究人員發現,在西紅柿中發現的天然番茄紅素是一個強大的介體,可以鼓勵發電。
Gadhamshetty說,使用純化學物質而不是浪費時,常見的生物技術應用表現更好。但是他和他的同事們發現,番茄廢物的電性能比使用純化學物質相等或更好。
Gadhamshetty補充說:“這些廢物可能是土著氧化還原介體和碳以及電子的豐富來源。”
微生物電化學電池的功率輸出仍然只會產生較小的功率輸出。大約10毫克的番茄垃圾結果為0.3瓦。
研究人員補充說,隨著進一步的研究和預期的規模,功率輸出可能會增加幾個數量級。
照片:David Huang |Flickr