Wat is een biobrandstof Cell?

Een brandstofcel is een apparaat dat biologische materialen gebruikt om elektriciteit op directe wijze door redoxreacties. Dit in tegenstelling tot conventionele gebruik van biobrandstoffen elektriciteit van de warmte die door de verbranding van het materiaal. Het principe biobrandstof celtechnologie verschillende natuurlijke processen die worden gebruikt om energie te produceren in levende organismen nabootsen. In sommige gevallen kan bacteriën een rol in deze brandstofcellen spelen. Vanaf 2011, biobrandstof cellen vertonen potentieel als alternatieve energiebron en in diverse medische en biotechniek toepassingen.

Levende organismen verkrijgen energie uit de oxidatie van koolhydraten, die worden gegenereerd door fotosynthese in planten en ingenomen als voedsel door dieren. Enzymen vergemakkelijken van de reacties, waarbij koolhydraten worden omgezet in kooldioxide en water door het verwijderen van elektronen, die vervolgens worden opgeslagen in adenosine trifosfaat (ATP) moleculen. In een biobrandstofcel, elektronen geproduceerd door de oxidatie van organische moleculen - meestal koolhydraten, zoals in levende organismen - wordt gebruikt om een ​​elektrische stroom te genereren. Het idee om deze biologische processen om elektriciteit is al sinds de jaren 1960, maar de eerste pogingen om een ​​praktisch werkende brandstofcel construeren ondervonden moeilijkheden.

Een brandstofcel zal typisch bestaan ​​uit een houder verdeeld in twee secties door een permeabele barrière. In één sectie, de oxidatie van een koolhydraat - bijvoorbeeld glucose - bevat elektronen. In het andere deel, een reductiereactie plaats, waar deze elektronen gebruikt. Door de twee elektroden, kan een stroom worden van de elektrode in de oxidatiesectie - de anode - de elektrode in de verlaging deel - de kathode.

Een van de grootste praktische problemen belemmeren de ontwikkeling van biobrandstoffen cellen is het vinden van een efficiënte manier om de elektronen vrijgemaakt uit het koolhydraat in de anode. De elektronen worden eerst opgeslagen in de oxiderende enzym en zal, in het natuurlijke proces, chemisch worden omgezet in ATP moleculen. Er zijn twee mogelijke methoden voor de extractie van elektronen van het enzym in de anode in een biobrandstof cel.

In de werkwijze Direct Electron Transfer (DET), het enzym moet worden gebonden op de anode. Dit kan chemisch of door andere methoden, zoals het construeren van de anode van een netwerk van koolstof nanobuisjes waarop het enzym geadsorbeerd worden gedaan. Deze werkwijzen resulteren in verminderde activiteit in het enzym en het daaruit voortvloeiende verlies van efficiëntie, maar dit is op het moment van schrijven, kan een gebied van het lopende onderzoek en betere technieken te ontwikkelen.

De andere methode van elektronenoverdracht staat bekend als Mediated Electron Transfer (BMO). Dit betekent niet het enzym in contact met de anode; in plaats daarvan worden de elektronen doorgegeven aan een ander molecuul wth een lagere redoxpotentiaal, die dan geeft de elektronen naar de anode. Deze verbinding, bekend als een mediator, moet een hogere redoxpotentiaal dan de anode. Deze extra stap een verlies aan energie en dus de brandstofcel is in de praktijk minder efficiënt dan het zou kunnen zijn in theorie.

Biobrandstof cellen zijn een gebied van actief onderzoek en de verschillende mogelijke oplossingen voor deze problemen worden onderzocht. Onder de mogelijkheden is het gebruik van bacteriën in microbiële brandstofcellen. Ijzerreducerende bacteriën die in anaerobe omstandigheden leven tonen bijzondere belofte als ze van nature ijzer te verminderen in zijn +3 oxidatietoestand zijn 2 oxidatietoestand. Het ijzer kan dan geeft een elektron aan de anode, terugkeert naar de +3 staat en als een natuurlijk mediator molecuul door de overdracht van elektronen van de bacteriën aan de anode.

De belangrijkste voordelen van biobrandstof cellen zijn dat ze worden niet-vervuilende, hoeft dure katalysatoren nodig en gebruik je gezond, goedkoop en gemakkelijk hernieuwbare grondstoffen. De belangrijkste nadelen van biobrandstof cellen is hun inefficiëntie en een laag vermogen. Vanaf 2011 zijn er echter hoop dat deze problemen kunnen worden overwonnen, het openen van een nieuwe reeks van mogelijkheden. Deze omvatten niet alleen goedkoop, schone en hernieuwbare energie, maar ook het vooruitzicht van biobrandstoffen geïmplanteerde cellen die op stoffen die door het lichaam wordt gebruikt voor het aandrijven van medische apparaten zoals pacemakers.

  • Een groot gebied van raapzaad, die wordt gebruikt om biobrandstof.

© 2019 Quilcedacarvers.com | Contact us: webmaster# quilcedacarvers.com