奇妙的“細菌電池”

史峰

①電池作為“可移動電源”已經(jīng)成為生活中的必需品，但是傳統(tǒng)的“化學電池”中含有各種有毒物質(zhì)，數(shù)不盡的“化學電池”對環(huán)境的污染程度甚至到了讓人觸目驚心的地步!

②1910年英國科學家意外地將實驗材料鉑掉進了大腸桿菌的培養(yǎng)液里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在鉑的一個端頭產(chǎn)生了電壓。這個發(fā)現(xiàn)讓科學家們驚訝萬分——原來細菌也可以發(fā)電！

③后來，美國科學家篩選出一種發(fā)電細菌，利用這種細菌制造出了可以在太空飛船上使用的“細菌電池”，他們想讓這種細菌在分解宇航員尿液的過程中產(chǎn)生電能，這樣既可以改善太空飛船上的衛(wèi)生狀況，又可以給太空飛船提供電力，可謂是一舉兩得。雖然這種細菌分解尿液的能力足夠，但放電能力卻還是不足，由此“細菌電池”的應用研究并沒有取得完全成功。

④1990年，英國的科學家在糖水中添加了一些芳香類化合物作為催化劑，并不斷往電池水液里充氧氣，讓發(fā)電細菌和它們需要分解的物質(zhì)充分接觸，從而大大提高了細菌產(chǎn)生電能的活力，“細菌電池”的電能輸出量大增，完全達到了實用標準。據(jù)測算，細菌發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率達40%，這明顯高于火力發(fā)電30%左右的轉(zhuǎn)化效率，更是遠遠高于“化學電池”10%的轉(zhuǎn)化效率。

⑤最讓人興奮的是，細菌電池是絕對“綠色電池”，它的廢棄物對環(huán)境不但沒有絲毫的危害，反而有益——如果把發(fā)電細菌的分解物由糖換成鋸末、秸稈、落葉等廢有機物，細菌電池在輸電的同時，還凈化了環(huán)境。

⑥前面的“發(fā)電細菌”都是在“分解有機物”的過程中產(chǎn)生電能的，用這種細菌來發(fā)電，可以獲得足夠?qū)嵱玫碾娏浚�但無法把這種電池做的太小，太小無法提供足夠的“分解空間”。很明顯電池的大電量與電池的小型化成為一對極端矛盾。

⑦不久前，美國一家“細菌電池”研究機構(gòu)的科學家發(fā)現(xiàn)了一種“異樣”的發(fā)電細菌，這種細菌不是靠分解有機物產(chǎn)生電能的，而是靠擠壓產(chǎn)生電能——這種細菌的身體內(nèi)含有“壓電性”蛋白質(zhì)。所謂“壓電性”是指給予外力擠壓后就能產(chǎn)生電能的性質(zhì)，簡單地說就是“一壓就發(fā)電”。

⑧科學家把這些細菌“加工”成薄片結(jié)構(gòu)，然后把薄片疊加成手機電池的模樣，并為它裝配一個可持久產(chǎn)生內(nèi)縮壓力的外殼，這就相當于對這些細菌聚合體施加了一個持久的壓力，于是這個用細菌疊加成的電池就產(chǎn)生了持久的電流，其產(chǎn)生的電力可以點亮手機屏幕。

⑨這個實驗結(jié)果讓科學家興奮不已，因為通過技術改進，他們很快可以制造出形態(tài)小、電力足的商用“細菌電池”。到那時。那些對環(huán)境有害的“化學電池”將被這種完全無害的綠色“細菌電池”所代替了。

（選自《科學啟蒙》2013年第1期）

12.本文說明的對象是什么？圍繞著該說明對象，作者主要介紹了哪兩種發(fā)電方式？（3分）

13.第①段談到“化學電池”，在全文結(jié)構(gòu)上起什么作用？第④段劃線句采用了哪些說明方法？有什么作用？（5分）

14.通過讀③——⑥段，請分條概括細菌電池的優(yōu)點和缺點。（4分）

12、（3分）說明對象：細菌電池。（1分）兩種發(fā)電方式：通過分解物質(zhì)發(fā)電和擠壓細菌發(fā)電。（3分）

13、（5分）第①段從“化學電池”談起，一是為引出說明對象“細菌電池”，同時也指出“化學電池”的缺點，突出“細菌電池”的優(yōu)點和這種發(fā)明的重要性。（2分）

劃線句采用了列數(shù)字和作比較的說明方法，（2分）作用：用“細菌發(fā)電”的轉(zhuǎn)化效率與“火力發(fā)電”轉(zhuǎn)化效率、“化學電池”作比較，通過具體的數(shù)據(jù)，準確的說明了細菌發(fā)電轉(zhuǎn)化效率高的特點。（1分）

14、（4分）優(yōu)點：是綠色電池，既能提供電能，又能凈化環(huán)境，發(fā)電的轉(zhuǎn)化效率高。（2分）

缺點：電池無法做得太小，如果太小就不能提供大電量。（2分）

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