7年级生物课教材

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《尿的形成和排出》

用一种芽胞杆菌来处理人的排泄物，生产氨气，氨气作为电极活性物质，在铂电极发生电极反应，用于宇宙飞船中。
生物电池的原理
新研发的生物电池的阳极由嗜糖酶和介质组成，阴极由释氧酶和介质组成，两极都有一层玻璃纸隔离膜。阳极通过如下的酶氧化反应从糖（葡萄糖）中分解出电子和氢离子：
葡萄糖—>葡萄糖酸+ 2 H+ + 2e-
氢离子通过隔离膜流到阴极，氢离子和电子与空气中的氧结合，生成水：
(1/2) O2 + 2 H+ + 2e- —> H2O
通过这一电化学反应过程，电子经过外围电路，产生了电。
●这种生物电池研发的主要成果
1)增强电极酶固化和介质的技术
为有效地分解葡萄糖，阳极的酶和介质浓度必须很高，并依然具有活性。该技术使用了两种聚合物来将这些组分附着到阳极上。两种聚合物的电荷相反，因此在两种聚合物之间产生的静电感应可以让酶和介质有效地附着到阳极上。为从葡萄糖中有效地分解出电子，离子平衡和固化过程被做了优化。
2)有效结合氧的阴极结构
阴极内的水分对确保为有效的酶促氧化作用提供最佳条件致关重要。生物电池用多孔碳作为电极，可以吸附固化酶和介质，两个电极通过玻璃纸隔离开来。电极结构和固化过程的优化确保了适当的水分，增强了阴极的反应性。
3) 为满足生物电池的结构要求而进行的电极优化
在有关酶的研究中一般使用约0.1 M的磷酸缓冲液，不过生物电池中使用了浓度非常高的1.0 M缓冲液。这是因为人们已经发现，如此高的浓度可以有效地保持电极固化酶的活性。
4) 测试电池将高能输出和小巧外观集为一身
高能、小巧的生物电池的测试电池，采用三种技术制造而成。生物电池不要求葡萄糖溶液或空气的混合或对流，因为这是一种被动性电池，只通过为电池供应糖溶液来产生能量