英語翻譯：

【化】 biocell

相關詞條：

1.biofuelcell  2.biogalvanicbattery  3.biologicalbattery  4.biobattery  

分詞翻譯：

生物的英語翻譯：

being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【醫】 bio-; living being; organism

電池的英語翻譯：

battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【醫】 battery; battery cells; electric battery

專業解析

生物電池（Bio-battery）的漢英詞典釋義與詳解

一、核心定義

• 中文釋義： 生物電池是一種利用生物體（如微生物、酶）或生物分子（如葡萄糖）作為燃料，通過生物電化學反應（主要是氧化還原反應）将生物化學能直接轉化為電能的裝置。其本質是一種生物燃料電池（Biofuel cell）。
• 英文釋義： A bio-battery is an energy storage device that generates electricity through electrochemical reactions involving biological catalysts (such as microorganisms or enzymes) or biofuels (such as glucose). It converts biochemical energy directly into electrical energy, operating on principles similar to fuel cells but utilizing biological components or processes.

二、技術原理 生物電池的核心工作原理基于生物體内的自然氧化還原反應：

1. 燃料氧化（陽極反應）： 在陽極，生物燃料（如糖類、有機酸）在微生物代謝或酶催化作用下被氧化，釋放出電子（e⁻）和質子（H⁺）。例如，葡萄糖的氧化： $$ ce{C6H12O6 + 6H2O -> 6CO2 + 24H+ + 24e-} $$
2. 電子傳遞： 釋放的電子通過外部電路流向陰極，形成電流，做功。
3. 氧化劑還原（陰極反應）： 在陰極，氧化劑（通常是氧氣）接受電子和質子，被還原。例如，氧氣的還原： $$ ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O} $$ 微生物或酶在此過程中充當生物催化劑，加速反應進行。

三、主要類型與特點 根據使用的生物催化劑和燃料來源，主要分為：

1. 微生物電池： 利用整個活體微生物（如細菌）代謝有機物産電。特點包括可利用複雜有機物（如廢水）、環境適應性強，但功率密度相對較低。
2. 酶生物電池： 利用分離提純的酶（如葡萄糖氧化酶）催化特定燃料（如葡萄糖）的氧化反應。特點包括反應特異性高、啟動快、功率密度較高，但酶穩定性與成本是挑戰。
3. 特點
   • 燃料來源廣泛可再生： 可利用葡萄糖、蔗糖、有機廢水、甚至唾液、汗液等生物質。
   • 環境友好： 反應條件溫和（常溫常壓），産物通常為水、二氧化碳等無害物質。
   • 生物相容性佳： 部分類型適用于植入式醫療設備。
   • 挑戰： 功率輸出和能量密度通常低于傳統化學電池，長期穩定性、成本及規模化生産仍需突破。

四、應用前景 生物電池在特定領域展現出獨特優勢：

1. 植入式醫療設備： 利用人體體液（如血液、組織液）中的葡萄糖或氧氣作為燃料，為心髒起搏器、胰島素泵、神經刺激器等提供長期、無需更換的能源。
2. 環保與能源回收： 處理有機廢水或垃圾的同時産生電能，實現廢物資源化（微生物燃料電池 - MFC）。
3. 便攜式/一次性電子設備電源： 為低功耗傳感器、一次性診斷設備、甚至玩具提供能源，尤其適用于無電網或不便更換電池的場景（如使用飲料中的糖分發電）。
4. 特殊環境供能： 探索在深海、太空等極端環境中利用原位生物資源發電的可能性。

五、同義詞與關聯概念

• 同義詞/近義詞： 生物燃料電池（Biofuel Cell, BFC）、微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell, MFC）、酶燃料電池（Enzymatic Fuel Cell, EFC）。
• 核心關聯： 生物電化學系統（Bioelectrochemical System, BES）、綠色能源、可再生能源、清潔能源技術。

參考資料來源：

1. 維基百科 (Wikipedia) - "Bio-battery" 詞條： 提供基礎定義、原理和類型概述。
2. 美國化學會 (ACS Publications) - 相關綜述論文： 如 Chemical Reviews 或 ACS Energy Letters 中關于生物電化學和生物燃料電池的論文，闡述技術原理與最新進展。
3. 中國科學院相關研究所或大學（如大連化物所、天津大學）官網/出版物： 報道國内在微生物燃料電池、酶生物電池方面的研究成果與應用探索。
4. 《中國科學報》或《科技日報》相關報道： 介紹生物電池在醫療、環保等領域的應用實例與發展前景。

網絡擴展解釋

生物電池（bio-fuel cells）是一種将生物質能直接轉化為電能的裝置。其能量來源主要是綠色植物和光合細菌通過光合作用轉化的太陽能，利用生物體内的氧化還原反應實現能量轉換。

核心原理

1. 能量轉換基礎：依賴生物體内的氧化還原反應網絡。例如，微生物分解有機物（如葡萄糖）時釋放電子和質子，電子通過外電路形成電流，質子通過質子交換膜傳遞至陰極，最終與氧氣結合生成水。
   以葡萄糖為例，陽極反應為：
   $$text{葡萄糖} rightarrow text{葡萄糖酸} + 2text{H}^+ + 2text{e}^-$$

2. 催化劑：微生物或酶作為催化劑，驅動反應進行。例如，芽胞杆菌處理排洩物生成氨氣作為活性物質。

主要分類

• 按反應場所：
  • 單步反應型：生物體内直接反應（如細胞代謝）；
  • 多步反應型：生物體外多步氧化還原；
  • 細胞型：細胞外的特定反應。
• 按催化劑來源：
  • 微生物電池：由陽極室、陰極室及質子交換膜構成，適用于複雜有機物分解。

特點與優勢

1. 高效環保：底物直接轉化為電能，能量轉化效率高，且産物多為二氧化碳，無污染。
2. 適應性強：常溫或低溫環境下均可運行，維護成本低。
3. 安全性高：無需高溫高壓，不易爆炸或引發火災。

應用領域

• 現有應用：海上信號燈、航标燈等設備的供電；宇宙飛船中處理排洩物并發電。
• 前沿探索：深圳團隊研發的“活體電池”可植入人體，用于血壓調控或為心髒起搏器供電。

技術挑戰

當前生物電池功率輸出較低（毫瓦級），主要用于低功耗設備，未來需提升能量密度和穩定性。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

别人正在浏覽...

不足額損害賠償費代買代賣帳單低速調整對等性獨立網絡法律附則廢石幹燥劑固有價值豪斯頓氏肌貨艙交鍵加下标數據名階段時效記分疾風科臘迪氏手術寬度參數聯合協議連續流動法利害關系人貓鈎蟲煤氣發生爐耐蒸煮性切割良好的餾分熱碳黑三電子鍵殺球使用武力托銷寄售