生物燃料電池英文解釋翻譯、生物燃料電池的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 biochemical fuel cell

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

燃料電池的英語翻譯：

【化】 fuel battery; fuel cell

專業解析

生物燃料電池（Biofuel Cell）是一種通過微生物或酶催化氧化生物質燃料（如葡萄糖、有機物）直接産生電能的電化學裝置。其核心原理基于陽極的生物催化氧化反應與陰極的氧還原反應耦合，形成電子傳遞鍊。根據催化劑類型可分為微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell）和酶燃料電池（Enzymatic Fuel Cell）兩類。

工作機制

陽極反應：微生物或酶将有機物（如$C6H{12}O_6$）分解，釋放電子（$e^-$）和質子（$H^+$），例如葡萄糖氧化反應：
$$C6H{12}O_6 + 6H_2O → 6CO_2 + 24H^+ + 24e^-$$

電子傳遞：電子通過外電路到達陰極，質子通過電解質遷移。
陰極反應：氧氣在陰極接受電子與質子，生成水：
$$O_2 + 4H^+ + 4e^- → 2H_2O$$

應用領域

環境修複：美國能源部研究報告指出，微生物燃料電池可用于污水處理并同步發電。
醫療設備：酶燃料電池可為植入式醫療器械提供生物相容性電源（《自然·生物技術》2020年綜述）。
可持續能源：中國科學院研究表明，生物燃料電池對農業廢棄物的轉化效率可達40%以上。

該技術目前受限于輸出功率密度和長期穩定性，但因其低碳特性被《科學》期刊列為未來清潔能源候選技術之一。

網絡擴展解釋

生物燃料電池（Biofuel Cell）是一種利用生物催化劑（如酶或微生物）将生物質能直接轉化為電能的電化學裝置。以下是其核心内容的詳細解釋：

1.定義與原理

生物燃料電池基于燃料電池的原理，通過生物催化反應實現能量轉換。其燃料主要為有機物（如葡萄糖、體液中的有機物），利用酶或微生物作為催化劑，在電極表面催化燃料的氧化和氧化劑的還原反應，産生電流。例如，直接型生物燃料電池中，燃料直接在電極上反應，電子通過生物催化劑傳遞；間接型則通過介體（如氫氣）傳遞電子。

2.分類

按催化劑類型：
- 酶生物燃料電池：提取酶催化燃料分子，加速氧還原（如葡萄糖氧化酶）。
- 微生物燃料電池：利用完整微生物細胞代謝有機物（如古菌降解廢水），生成電子并傳遞至電極。
按反應方式：
- 直接型：燃料直接在電極反應，無需介體。
- 間接型：通過水解或光解生成氫等活性成分，再在電極氧化。

3.核心特點

高效環保：發電效率達40%-60%，綜合利用率80%，且不排放二氧化碳等有害物質。
原料廣泛：可使用廢水、體液等生物質燃料。
條件溫和：常溫常壓下運行，生物相容性好，適合醫療植入等場景。
持續供能：無需充電，持續供應燃料即可發電。

4.應用領域

醫療設備：如植入式傳感器、藥物釋放系統，利用體液供能。
環境監測：用于野外傳感器，以有機物為燃料實現自供電。
廢水處理：結合微生物降解有機物發電，實現能源回收。

5.挑戰與前景

當前主要瓶頸是功率密度低（通常低于1mW/cm²），因生物酶易聚集脫落導緻催化活性下降。未來研究聚焦于優化電極材料、酶固定化技術及介體傳遞效率，以提升穩定性和輸出功率。

通過整合生物技術與電化學，生物燃料電池在清潔能源和微型電子設備領域展現出廣闊潛力，但仍需突破技術瓶頸以實現大規模應用。