奇妙的“細(xì)菌電池”

史峰

①電池作為“可移動(dòng)電源”已經(jīng)成為生活中的必需品，但是傳統(tǒng)的“化學(xué)電池”中含有各種有毒物質(zhì)，數(shù)不盡的“化學(xué)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(xué)家意外地將實(shí)驗(yàn)材料鉑掉進(jìn)了大腸桿菌的培養(yǎng)液里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在鉑的一個(gè)端頭產(chǎn)生了電壓。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們驚訝萬分——原來細(xì)菌也可以發(fā)電！

③后來，美國科學(xué)家篩選出一種發(fā)電細(xì)菌，利用這種細(xì)菌制造出了可以在太空飛船上使用的“細(xì)菌電池”，他們想讓這種細(xì)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(xì)菌分解尿液的能力足夠，但放電能力卻還是不足，由此“細(xì)菌電池”的應(yīng)用研究并沒有取得完全成功。

④1990年，英國的科學(xué)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(xì)菌和它們需要分解的物質(zhì)充分接觸，從而大大提高了細(xì)菌產(chǎn)生電能的活力，“細(xì)菌電池”的電能輸出量大增，完全達(dá)到了實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測算，細(xì)菌發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率達(dá)40%，這明顯高于火力發(fā)電30%左右的轉(zhuǎn)化效率，更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“化學(xué)電池”10%的轉(zhuǎn)化效率。

⑤最讓人興奮的是，細(xì)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(xì)菌的分解物由糖換成鋸末、秸稈、落葉等廢有機(jī)物，細(xì)菌電池在輸電的同時(shí)，還凈化了環(huán)境。

⑥前面的“發(fā)電細(xì)菌”都是在“分解有機(jī)物”的過程中產(chǎn)生電能的，用這種細(xì)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(xì)菌電池”研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種“異樣”的發(fā)電細(xì)菌，這種細(xì)菌不是靠分解有機(jī)物產(chǎn)生電能的，而是靠擠壓產(chǎn)生電能——這種細(xì)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(xué)家把這些細(xì)菌“加工”成薄片結(jié)構(gòu)，然后把薄片疊加成手機(jī)電池的模樣，并為它裝配一個(gè)可持久產(chǎn)生內(nèi)縮壓力的外殼，這就相當(dāng)于對這些細(xì)菌聚合體施加了一個(gè)持久的壓力，于是這個(gè)用細(xì)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(diǎn)亮手機(jī)屏幕。

⑨這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓科學(xué)家興奮不已，因?yàn)橥ㄟ^技術(shù)改進(jìn)，他們很快可以制造出形態(tài)小、電力足的商用“細(xì)菌電池”。到那時(shí)。那些對環(huán)境有害的“化學(xué)電池”將被這種完全無害的綠色“細(xì)菌電池”所代替了。

（選自《科學(xué)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(xué)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(xì)菌電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。（4分）

12、（3分）說明對象：細(xì)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(xì)菌發(fā)電。（3分）

13、（5分）第①段從“化學(xué)電池”談起，一是為引出說明對象“細(xì)菌電池”，同時(shí)也指出“化學(xué)電池”的缺點(diǎn)，突出“細(xì)菌電池”的優(yōu)點(diǎn)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(xì)菌發(fā)電”的轉(zhuǎn)化效率與“火力發(fā)電”轉(zhuǎn)化效率、“化學(xué)電池”作比較，通過具體的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的說明了細(xì)菌發(fā)電轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)。（1分）

14、（4分）優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：電池?zé)o法做得太小，如果太小就不能提供大電量。（2分）

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