可再生能源發(fā)電受自然條件影響,,發(fā)電量非常不穩(wěn)定,,風(fēng)能發(fā)電的電能輸出波動(dòng)很大,太陽(yáng)能在晚上或者陰天的時(shí)候發(fā)電量也會(huì)下降很多,,而電網(wǎng)對(duì)發(fā)電量的穩(wěn)定性要求很高,。解決這一問(wèn)題的提案包括研發(fā)更好的電池和重新設(shè)計(jì)電網(wǎng)。一種可以將電能轉(zhuǎn)化為甲醇的古細(xì)菌可以解決可再生能源不夠穩(wěn)定這一重大問(wèn)題,。用多余的電能培養(yǎng)微生物,,微生物將二氧化碳還原產(chǎn)生甲烷,從而將多余的電能以甲烷的形式儲(chǔ)存,。
這種微生物是由賓夕法尼亞州立大學(xué)Bruce Logan團(tuán)隊(duì)研究人員在大學(xué)公園發(fā)現(xiàn)的,。微生物在電解槽的陰極吸收電子,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷,。
通過(guò)測(cè)量,,如果將陰極換為普通的碳極,只會(huì)產(chǎn)生少量的氫氣,,與普通的碳極相比,,生物電極會(huì)明顯的增大電流密度,。不管是電流密度的增大,,還是應(yīng)用普通電極是產(chǎn)生的少量氫氣都證明了甲烷中的氫離子是來(lái)自電流而非氫氣。
Logan的團(tuán)隊(duì)在一組微生物的混合培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象,,混合培養(yǎng)物中的優(yōu)勢(shì)微生物是古細(xì)菌Methanobacterium palustre,,也是首次發(fā)現(xiàn)的可以通過(guò)這種方法直接產(chǎn)甲烷的微生物,這一現(xiàn)象以前曾經(jīng)有人提出過(guò),,但是沒(méi)有得到證實(shí),。
實(shí)驗(yàn)中電勢(shì)在-0.7伏以下時(shí),二氧化碳通過(guò)非生物的陽(yáng)極和生物陰極可還原成甲烷,。電勢(shì)在-1.0伏時(shí),,還原效率可達(dá)到96%。
傳統(tǒng)的化學(xué)催化劑一般是貴重金屬,,使用微生物的成本要低很多,。甲醇燃燒時(shí)釋放的能量是系統(tǒng)中輸入電量的80%,損耗現(xiàn)對(duì)比較低。
Logan對(duì)這一方法的前景非常樂(lè)觀,,他預(yù)測(cè)只需要幾年就可以投入商業(yè)化生產(chǎn),。(生物谷Bioon.com)