①能(neng)(neng)源是我(wo)们(men)赖(lai)以生存和(he)发展的(de)(de)重要基(ji)础,现(xian)在我(wo)们(men)所依(yi)赖(lai)的(de)(de)煤、石油和(he)天然气等化石燃(ran)料(liao),具有不(bu)(bu)可(ke)再生性,预计将在未(wei)来100年或(huo)稍长的(de)(de)时(shi)间内(nei)枯竭,全球(qiu)能(neng)(neng)源安(an)全面(mian)临(lin)着严峻的(de)(de)挑战(zhan)。同时(shi),化石能(neng)(neng)源的(de)(de)利用也造成(cheng)了严重的(de)(de)环境污染。因此,寻找清洁的(de)(de)替代能(neng)(neng)源就(jiu)显得格外迫(po)切(qie)了。微生物(wu)燃(ran)料(liao)电(dian)(dian)池便(bian)是其(qi)中的(de)(de)一种(zhong)选择(ze)。微生物(wu)燃(ran)料(liao)电(dian)(dian)池的(de)(de)思路源自20世(shi)纪(ji)初。1911年,英国植物(wu)学家(jia)波(bo)特(te)就(jiu)发现(xian)大肠杆菌(jun)和(he)酵母菌(jun)能(neng)(neng)够产生电(dian)(dian)流(liu),但(dan)(dan)是相当长的(de)(de)一段时(shi)间内(nei),由于其(qi)发电(dian)(dian)量小、成(cheng)本高,而且需(xu)求不(bu)(bu)迫(po)切(qie),该(gai)技术一直得不(bu)(bu)到(dao)发展。但(dan)(dan)进入21世(shi)纪(ji)以来,人们(men)再次将目光投到(dao)了这个领(ling)域(yu)。
②微生物(wu)燃料电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)基本结构包括阳(yang)极(ji)(ji)室(shi)和阴极(ji)(ji)室(shi),两者(zhe)中间以(yi)特殊的(de)(de)半(ban)(ban)透膜隔开。阳(yang)极(ji)(ji)室(shi)连(lian)接(jie)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)阳(yang)极(ji)(ji),里(li)面灌满酸碱缓冲液(ye)、营养液(ye),生存(cun)着产电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)微生物(wu)。阴极(ji)(ji)室(shi)内存(cun)在着电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)受(shou)体(ti)溶液(ye),接(jie)受(shou)穿(chuan)过(guo)半(ban)(ban)透膜传(chuan)递来的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)。阳(yang)极(ji)(ji)室(shi)中的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)或其它带电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)粒子(zi)(zi)穿(chuan)过(guo)两个室(shi)之(zhi)间半(ban)(ban)透膜,到达(da)阴极(ji)(ji)室(shi),形成电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流。
③产电微生物是其中的核心。目前已知的产电微生物有20多种。其中(zhong)(zhong),希万氏菌(jun)(jun)和(he)硫还(hai)原地杆菌(jun)(jun)已经成为研究的(de)(de)模式菌(jun)(jun),完成了全基因组测序。其与普通微生(sheng)(sheng)物最大的(de)(de)区别在于能将细(xi)胞(bao)呼吸(xi)过程中(zhong)(zhong)产生(sheng)(sheng)的(de)(de)电子释放到细(xi)胞(bao)外,同(tong)时也能从电子传递(di)中(zhong)(zhong)获得能量而(er)生(sheng)(sheng)长。
④目前,微生物燃料电(dian)(dian)池(chi)已(yi)经取得了长足进步,电(dian)(dian)压最高达过1.385V,离(li)普通(tong)电(dian)(dian)池(chi)的1.5V已(yi)经非常接(jie)近,如果将(jiang)多个电(dian)(dian)池(chi)串联,曾经得到过2.02V的电(dian)(dian)压。
⑤微生物燃料电池也已经有了小型化应用,如亨特等人曾用它来驱动马克河中气象光学浮标,持续供电7个月,直到浮标被冰块撞坏……英国科学家甚至设想了未来能够“吃剩饭”的机器人——利用各种剩菜剩饭以及落叶作为机器人的电池“燃料”。微生物的胃口不大,家里的垃圾或许就能养个机器人。同样的道理,废水发电也是科学家期待的领域,如果能将污水处理厂借助该技术变成发电站,那同样是效益巨大的。以我国为例,2010年废水排放总量为617.3亿吨,其中蕴含潜在的电能为5.15×1010千瓦时,而我国当年用于废水处理的总耗电量为4×1010千瓦时。如果将其潜在电能挖掘出来,不仅能弥补耗电,而且还能反哺电网,变废为宝。此外,微生物燃料电池在制氢以及将大气中的二氧化碳转化成甲烷等燃料气体方面也大有前途。
(摘自《知(zhi)识就是力量》 作(zuo)者冉浩 2014年第5期(qi),有改(gai)动)
11.微(wei)生(sheng)物燃(ran)料电池有哪些(xie)突出的(de)优点?(3分(fen))
12.科(ke)学家对微(wei)生物燃料电池在未来有哪些应用构想?(3分(fen))
13.第②段是怎样说(shuo)明微生物燃料电池的?(3分(fen))
14.请(qing)从说明文语言(yan)的准(zhun)确性方面分析(xi)第(di)③段(duan)划线句子。(3分)
参考答案:
11.(3分)具有可再(zai)生性(xing);是清洁(jie)能(neng)源;能(neng)变废为宝(bao)。(每点(dian)1分)
12.(3分(fen)(fen))能利(li)用各(ge)种剩菜(cai)剩饭(fan)以(yi)及(ji)落叶作为机器人的(de)电池“燃料(liao)”;(1分(fen)(fen))能利(li)用废(fei)水发电产生巨大经济效益;(1分(fen)(fen))能制氢以(yi)及(ji)将大气中的(de)二氧化碳(tan)转化成甲烷等燃料(liao)气体。(1分(fen)(fen))
13.(3分)作诠释。详(xiang)细介绍了微(wei)生物燃料(liao)电(dian)池的基本结构(gou)及产电(dian)原理(li)。
14.(3分(fen)(fen))可抓住“目(mu)前(qian)”“多(duo)”等词进行(xing)分(fen)(fen)析。示例一(yi):“目(mu)前(qian)”一(yi)词限制了“已(yi)知的(de)产(chan)电微生物(wu)有(you)20多(duo)种(zhong)”的(de)时间范围,体现了说明(ming)文语言的(de)准确性。 示例二:“多(duo)”表(biao)明(ming)目(mu)前(qian)已(yi)知的(de)产(chan)电微生物(wu)数量有(you)20种(zhong)以上(shang),体现了说明(ming)文语言的(de)准确性。