能源知識庫

美國喬治亞理工學院化學與生物分子工程學院鄧玉林(Yulin Deng)教授領導的研究團隊，在「自然通訊」(Nature Communications)刊登的研究報告指出，已開發出一種新型低溫度燃料電池，能藉太陽能或熱能活化的催化劑，直接轉換生質為電能。該型式混合燃料電池，可應用於多種生質材料，包括澱粉、纖維素、木質素，甚至柳枝稷、風傾草、木屑、水藻、禽類加工廢棄物。生質燃料電池面臨的挑戰，是組成生質的自然聚合物碳碳鍵，很難以傳統貴金屬催化劑打斷。科學家因此開發微生物燃料電池，改以微生物或酵素來分解生質；但是微生物或酵素很挑食，很容易被干擾而失去活性，而且產電效率低。該團隊將生質磨碎，並與多金屬氧酸鹽(POM)催化劑溶液混合，然後在陽光下曝曬，或者加熱。多金屬氧酸鹽是一種光化學與熱化學觸媒，作用含氧化劑與電荷載體。藉由外來能源之助，多金屬氧酸鹽氧化生質，並將取自生質的電荷傳給燃料電池陽極。然後電子流向陰極，藉由氧化作用而產生電流。該系統在實驗室進行時，微生物燃料電池運作曾歷經 20 小時而不衰，顯示多金屬氧酸鹽能自行再生使用。目前該系統以儀器測量得最大電力密集度，為每平方公分 0.72 毫瓦，是纖維素微生物燃料電池的100 倍；該團隊認為還可再改善 5~10 倍。目前的研究重點，是深入瞭解反應機制，以便進行系統功能的最佳化。若能使用廢熱為驅動能源，則該微生物燃料電池系統的應用，將具多方面的效益。(Solar-induced Hybrid Fuel Cell Converts Biomass To Electricity－RedOrbit, February 18, 2014)