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國立臺灣海洋大學發表新菌株能處理污水也能發電 (媒體報導)
2008/11/26 11:01
如果談到發電，我們通常會聯想到水力、火力、核能、風力或太陽能發電等，沒想到細菌也能發電。
國立臺灣海洋大學27日上午10:30在海大圖書館二樓愛樂廳舉辦「細菌讓污水也能發電」-新菌株Shewanella decolorationis NTOU1發表會，這種細菌不僅能分解有機污染物，可以用來連續發電，而且還能抵抗多種惡劣環境，可利用它來做微生物燃料電池。
Shewanella decolorationis NTOU1 是海洋大學海洋生物研究所劉秀美教授與其學生陳智宏博士從煉油廠冷卻管中分離出來的一株「兼性厭氧鐵還原菌」，可將污水中有機酸或有毒的染劑分解，包括常見的偶氮染劑(剛果紅)、三苯甲烷染劑(結晶紫、孔雀綠、甲基紫)及蔥醌染劑等等，同時在處理廢水的時候又可以發電。在相同培養條件下，經過400小時培養後，放電量較文獻中常用菌株ATCC8071T高出六倍以上，同時對溫度的耐受範圍也較廣，是一株既環保又產能的細菌。目前已申請專利，未來應用在工業上，將成為開發替代能源的新星。
研究團隊利用微生物發電原理，共同研發微生物燃料電池。他們在1公尺見方的立方體容器裏裝滿細菌培養液，建立一個50瓦的細菌發電站，加入3公斤的乳酸，可維持兩天的持續發電，這個發電量已經可以持續點亮5支普通家庭用10瓦的日光燈。這是一種不會污染環境的「綠色」電站，更何況燃料來源也可改由廢水提供，不需利用其他糧食型生質燃料(如澱粉、葡萄糖等)，可達到污水處理與能源再生的目的，細菌發電的前景相當具有潛力。
細菌發電的研究始於1910年，美國植物學家馬克•皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸陸續續有許多科學家提出微生物燃料電池之研究報告，但是由於技術上及應用上的限制及其他發電技術的開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續的再生能源，因此微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種。細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。如此一來構成一完整的電流通路，就可以發揮微生物燃料電池的功用。基本上，具有還原勢能的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」。換句話說，如果技術發展成熟，未來可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電，使從馬桶沖下去的穢物成為家中照明用電的來源。
劉秀美教授與成功大學環境工程學系鄭幸雄教授及醫學工程研究所張憲彰教授共同研發微生物燃料電池，日前更獲選97年環境工程學會廢水處理技術研討會最佳論文。
國立臺灣海洋大學發表新菌株能處理污水也能發電 (研究內容)
如果談到發電，我們通常會聯想到水力、火力、核能、風力或太陽能發電等，沒想到細菌也能發電。
國立臺灣海洋大學27日上午10:30在海大圖書館二樓愛樂廳舉辦「細菌讓污水也能發電」-新菌株Shewanella decolorationis NTOU1發表會，這種細菌不僅能分解有機污染物，可以用來連續發電，而且還能抵抗多種惡劣環境，可利用它來做微生物燃料電池。
Shewanella decolorationis NTOU1 是海洋大學海洋生物研究所劉秀美教授與其學生陳智宏博士從煉油廠冷卻管中分離出來的一株「兼性厭氧鐵還原菌」，可將污水中有機酸或有毒的染劑分解，包括常見的偶氮染劑(剛果紅)、三苯甲烷染劑(結晶紫、孔雀綠、甲基紫)及蔥醌染劑等等，同時在處理廢水的時候又可以發電。在相同培養條件下，經過400小時培養後，放電量較文獻中常用菌株ATCC8071T高出六倍以上，同時對溫度的耐受範圍也較廣，是一株既環保又產能的細菌。目前已申請專利，未來應用在工業上，將成為開發替代能源的新星。
研究團隊利用微生物發電原理，共同研發微生物燃料電池。他們在1公尺見方的立方體容器裏裝滿細菌培養液，建立一個50瓦的細菌發電站，加入3公斤的乳酸，可維持兩天的持續發電，這個發電量已經可以持續點亮5支普通家庭用10瓦的日光燈。這是一種不會污染環境的「綠色」電站，更何況燃料來源也可改由廢水提供，不需利用其他糧食型生質燃料(如澱粉、葡萄糖等)，可達到污水處理與能源再生的目的，細菌發電的前景相當具有潛力。
細菌發電的研究始於1910年，美國植物學家馬克·皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸陸續續有許多科學家提出微生物燃料電池之研究報告，但是由於技術上及應用上的限制及其他發電技術的開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續的再生能源，因此微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種。細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。如此一來構成一完整的電流通路，就可以發揮微生物燃料電池的功用。基本上，具有還原勢能的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」。換句話說，如果技術發展成熟，未來可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電，使從馬桶沖下去的穢物成為家中照明用電的來源。
劉秀美教授與成功大學環境工程學系鄭幸雄教授及醫學工程研究所張憲彰教授共同研發微生物燃料電池，日前更獲選97年環境工程學會廢水處理技術研討會最佳論文。(圖文:海洋大學電子報.陳銘仁)
鐵還原菌Shewanella decolorationis NTOU1之特性
在中油冷卻循環水系統分離之Shewanella sp.,經過外型分析、細胞膜成分分析、分子生物鑑定、生理生化以及菌株特性分析方法分析、基於以上分析結果我們將此菌株鑑定命名為菌株Shewanella decolorationis NTOU1。
是一種革蘭氏陰性菌株，屬於γ proteobacteria，沒有孢子產生，有單一極性鞭毛(single polar flagellum)，培養於培養基上菌落外觀呈現圓形不透明橘色，橘色色素其吸光值在342nm與396nm具有高峰，菌體大小約為0.70~0.85 μm (寬) 1.5~2.5μm(長)，可生長在pH5~pH9之間、鹽度0‰~75‰之間、溫度10 ~ 40°Ｃ。
生化特性測試菌株具有觸酶(catalase)、氧化酶(oxidase)、澱粉酶(amylase)、尿素酶(urease)、明膠酵素(gelatinase)以及硫酸還原酵素(sulfite reductase)活性，而不具有脂肪酶(lipase)活性，可利用Fe(III)、Mn(IV)、nitrate、iron oxide、sulfate、 thiosulfate、sulfur、arsenate and selenate作為厭氧呼吸作用之電子接受者，以H2,lactate、pyruvate、formate作為生長所需知電子提供者。
細胞含有coenzyme Q =泛醌(Ubiquinone):主要為Q7與Q8，細胞膜上之主要脂肪酸組成為C16:0、iso-15:0、C16:1ω7c以及17:1ω8c，沒有發現20:5ω3的存在。DNA序列之G+C比例為50.3 mol%。
目前保存於台灣新竹食工所生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center;BCRC)編號為BCRC 910321以及日本菌種保存中心(Japan Collection of Microorganisms;JCM)編號為JCM14211。
中央社新聞小百科：細菌發電
2008/11/27
【大紀元11月27日報導】（中央社記者卞金峰基隆市27日電）細菌發電研究開始於1910年，美國植物學家馬克皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸續有許多科學家提出微生物燃料電池研究報告。
一般人印象中發電靠的就是水力、火力或是核能，細菌發電是想都沒想過。實際上細菌發電研究歷史已近百年，但受限技術等因素未發揚光大，海大發現發電量超強新菌株寫下歷史。
雖然細菌發電研究開始於1910年，但因於技術及應用的限制及其他發電技術開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續再生能源，微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種，細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。
如此就構成完整的電流通路，可發揮微生物燃料電池的功用，基本上，具有還原能力的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」，未來若技術發展成熟，可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電。
其實，電力可經由不同的發電系統、電池及燃料電池獲得，生物燃料電池（biofuel cell）則是直接轉換微生物的新陳代謝或酵素催化能量為電力的電化學原件。
實際上，微生物學家已成功地使微生物利用海洋底泥生產電力，這些微生物製造多餘的電子，可以直接送至質，而這些物質幾乎可以說是取之不竭，因此，未來微生物燃料電池將無可限量。
發電細菌
2008/01/19 10:04
美國南卡羅來納醫科大學的查理·密立根，在亞特蘭大舉行的美國微生物學會年會上發表報告說：
利用微生物發電的概念並不新奇，目前已有多個研究小組在從事微生物燃料電池開發，但他們發現的細菌有兩個與眾不同之處：
首先是發電的細菌屬于脫硫菌家族，這個家族的細菌在淡水環境中很普遍，而且已被人類用於消除含硫的有機污染物；
其次是在外界環境不利或養分不足時，脫硫菌可以變成孢子態，而孢子能夠在高溫、強輻射等惡劣環境中生存，一旦環境有利又可以長成正常狀態的菌株。
用這種細菌製成的燃料電池，只要有足夠的有機物作為“食物來源”，電池中的細菌就能通過分解食物持續釋放出帶電粒子。研究人員說，用這種細菌分解有機污染物，同時又可以發電，可謂一舉兩得。他們認為，這一成果是微生物發電領域的一大進步。
這樣的研究將來可以實際運用在日常生活中，細菌對人類環保及新能源的供獻，又添一筆。
細菌的新用途
光明日報 2000年09月15日 吳錫平
提起發電，人們就會聯想到水力、風力、火力、核能和太陽能發電等。其實，作為微生物的細菌，也能發電。
英國植物學家馬克﹒皮特在1910年首先發現有几種細菌的培養液能夠產生電流。于是他以鉑作電極，放進大腸杆菌或普通酵母菌的培養液里，成功地制造出世界上第一個細菌電池。
1984年，美國設計出一種供遨游太空使用的細菌電池，其電極的活性物質是宇航員的尿液和活細菌，不過放電率極低。
直到本世紀80年代末，英國化學家彼得﹒彭托在細菌發電研究方面才取得了重大進展。他讓細菌在電池組里分解電子，可獲得2安培的電流，且能持續數月之久。
利用這種細菌發電原理，還可建立細菌發電站。計算表明，一個功率為1000千瓦的細菌發電站，僅需1000立方米體積的細菌培養液，即可維持其運轉發電。而且這種電站是一種不污染環境的“綠色”電站，其運轉產生的廢物基本上是二氧化碳和水。
此后，各種細菌電池相繼問世。有人設計出一種綜合細菌電池，即由電池里的單細胞藻類首先利用太陽能將二氧化碳和水轉化為糖，再讓細菌自給自足地利用這些糖來發電。日本研制成的細菌電池則是將兩種細菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸，而讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣，由氫氣進入磷酸燃料電池發電。
人們還發現，細菌還具有捕捉太陽能并把它直接轉化成電能的“特異功能”。最近，美國加利福尼亞大學和美國宇航局的科學家們在死海和大鹽湖里找到一種嗜鹽杆菌，它們含有一種紫色素，在其把所接受的大約10％的陽光轉化成化學能時，即可產生電荷。
顯然，細菌將會成為未來的能源“新星”，可以緩解人類能源枯竭之虞。
細菌探雷
一種從火藥散發的氣體中得到滋養并能在黑暗中發光的細菌，不久將被用來幫助人們探測地雷。
美國科學家正在研究一種革命性的探測地雷的方法，他們打算利用會自然發光的細菌去尋找梯恩梯（TNT）──這種炸藥存在于世界各地90％的地雷中。
在自然界，會發光的微生物早已存在，就像那些以TNT散發的氮和碳氣為養料繁殖生長的菌系一樣。美國薩瓦納河技朮中心正在尋找甚至創造一種具有上述兩種特性的微生物。一旦發現這種微生物，就可將它們噴洒在整個地雷區，覆蓋地雷的泥土中的細菌就會發光。據該中心的研究人員說，他們還在研究能清除放射性及其他有毒廢物的細菌。
生物探測方法不僅可減少危險，而且為人們提供了一種相當經濟的方法。制造一枚地雷的成本可能僅需3美元，而探測并清除它的費用卻要300─1000美元。更何況自越南戰爭以來，塑制地雷的使用已使金屬探測器一籌莫展。
利用生物探測的另一大優點是，這些細菌會自然生長繁殖，播種到某一特殊地區的細菌能永久持續發展。比如，一瓶裝滿經冷凍干燥處理的菌種，在一天內可滋生發展到裝滿55加侖的大桶。
向細菌要金屬
自美國柯爾曼和恩凱爾博士從硫酸銅溶液中找到了“吃”礦石的微生物后，繼而發現了氧化硫杆菌、氧化鐵硫杆菌、氧化鐵杆菌和氧化硫鐵杆菌等多種微生物，它們都是富聚礦石中金屬的能手。
美國科學家還將管子插入礦山地下1500多米深部，通過管子向礦層提供必要的生物液，微生物便迅速從礦石中將金屬富聚出來，然后再將管道中的微生物回收獲得金屬。
1996年，美國海洋及大氣管理局的科學家發現生活在胡安德卡海峽海水中的“太古微生物”也有富聚金屬能力，有的還對几種金屬有綜合富聚能力，只要收集它們進行加工就能獲得金、銀、鉑、鈾、銅等20余種金屬。法、英兩國的科學家也在紅海和帕戈斯海域深部找到了多種富聚金屬的微生物，并獲得了多種可貴的貴金屬。
傳統獲得金屬的方法要經過探礦、采礦和冶煉的復雜過程，微生物則將其合二為一，還可以綜合回收多種金屬，充分利用傳統冶金廢棄礦石。加拿大的科學家利用微生物從廢棄礦石中獲得了可貴的氧化鈾、金、銀、鉭、鈮等多種金屬，從而極大地提高了礦石的利用率。
微生物還有淨化環境、清除污染作用。前蘇聯切爾諾貝利核電站事故造成環境污染，使大量放射性核素存在于土壤中，若依靠自然清除需要几百年。科學家利用微生物把發生性核素變成液體，通過插入地下1000多米的管子把液體引向地下深部，過一定時候再回收液體加工獲取鈾，極大地提高了淨化環境的速度。
微生物富聚金屬范圍十分廣泛、前景誘人。其中，特別有魅力的是海洋微生物。因為海洋中蘊藏著丰富的金、銀、鉑、鈾、銅、鋅等几十種金屬，但品位極低，如含金量高達800多萬噸，但100萬噸海水含金僅6克左右，無法直接利用海水獲得，通過微生物富聚加工就能如愿以償。
2008/11/26 11:01
如果談到發電，我們通常會聯想到水力、火力、核能、風力或太陽能發電等，沒想到細菌也能發電。
國立臺灣海洋大學27日上午10:30在海大圖書館二樓愛樂廳舉辦「細菌讓污水也能發電」-新菌株Shewanella decolorationis NTOU1發表會，這種細菌不僅能分解有機污染物，可以用來連續發電，而且還能抵抗多種惡劣環境，可利用它來做微生物燃料電池。
Shewanella decolorationis NTOU1 是海洋大學海洋生物研究所劉秀美教授與其學生陳智宏博士從煉油廠冷卻管中分離出來的一株「兼性厭氧鐵還原菌」，可將污水中有機酸或有毒的染劑分解，包括常見的偶氮染劑(剛果紅)、三苯甲烷染劑(結晶紫、孔雀綠、甲基紫)及蔥醌染劑等等，同時在處理廢水的時候又可以發電。在相同培養條件下，經過400小時培養後，放電量較文獻中常用菌株ATCC8071T高出六倍以上，同時對溫度的耐受範圍也較廣，是一株既環保又產能的細菌。目前已申請專利，未來應用在工業上，將成為開發替代能源的新星。
研究團隊利用微生物發電原理，共同研發微生物燃料電池。他們在1公尺見方的立方體容器裏裝滿細菌培養液，建立一個50瓦的細菌發電站，加入3公斤的乳酸，可維持兩天的持續發電，這個發電量已經可以持續點亮5支普通家庭用10瓦的日光燈。這是一種不會污染環境的「綠色」電站，更何況燃料來源也可改由廢水提供，不需利用其他糧食型生質燃料(如澱粉、葡萄糖等)，可達到污水處理與能源再生的目的，細菌發電的前景相當具有潛力。
細菌發電的研究始於1910年，美國植物學家馬克•皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸陸續續有許多科學家提出微生物燃料電池之研究報告，但是由於技術上及應用上的限制及其他發電技術的開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續的再生能源，因此微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種。細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。如此一來構成一完整的電流通路，就可以發揮微生物燃料電池的功用。基本上，具有還原勢能的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」。換句話說，如果技術發展成熟，未來可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電，使從馬桶沖下去的穢物成為家中照明用電的來源。
劉秀美教授與成功大學環境工程學系鄭幸雄教授及醫學工程研究所張憲彰教授共同研發微生物燃料電池，日前更獲選97年環境工程學會廢水處理技術研討會最佳論文。
國立臺灣海洋大學發表新菌株能處理污水也能發電 (研究內容)
如果談到發電，我們通常會聯想到水力、火力、核能、風力或太陽能發電等，沒想到細菌也能發電。
國立臺灣海洋大學27日上午10:30在海大圖書館二樓愛樂廳舉辦「細菌讓污水也能發電」-新菌株Shewanella decolorationis NTOU1發表會，這種細菌不僅能分解有機污染物，可以用來連續發電，而且還能抵抗多種惡劣環境，可利用它來做微生物燃料電池。
Shewanella decolorationis NTOU1 是海洋大學海洋生物研究所劉秀美教授與其學生陳智宏博士從煉油廠冷卻管中分離出來的一株「兼性厭氧鐵還原菌」，可將污水中有機酸或有毒的染劑分解，包括常見的偶氮染劑(剛果紅)、三苯甲烷染劑(結晶紫、孔雀綠、甲基紫)及蔥醌染劑等等，同時在處理廢水的時候又可以發電。在相同培養條件下，經過400小時培養後，放電量較文獻中常用菌株ATCC8071T高出六倍以上，同時對溫度的耐受範圍也較廣，是一株既環保又產能的細菌。目前已申請專利，未來應用在工業上，將成為開發替代能源的新星。
研究團隊利用微生物發電原理，共同研發微生物燃料電池。他們在1公尺見方的立方體容器裏裝滿細菌培養液，建立一個50瓦的細菌發電站，加入3公斤的乳酸，可維持兩天的持續發電，這個發電量已經可以持續點亮5支普通家庭用10瓦的日光燈。這是一種不會污染環境的「綠色」電站，更何況燃料來源也可改由廢水提供，不需利用其他糧食型生質燃料(如澱粉、葡萄糖等)，可達到污水處理與能源再生的目的，細菌發電的前景相當具有潛力。
細菌發電的研究始於1910年，美國植物學家馬克·皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸陸續續有許多科學家提出微生物燃料電池之研究報告，但是由於技術上及應用上的限制及其他發電技術的開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續的再生能源，因此微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種。細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。如此一來構成一完整的電流通路，就可以發揮微生物燃料電池的功用。基本上，具有還原勢能的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」。換句話說，如果技術發展成熟，未來可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電，使從馬桶沖下去的穢物成為家中照明用電的來源。
劉秀美教授與成功大學環境工程學系鄭幸雄教授及醫學工程研究所張憲彰教授共同研發微生物燃料電池，日前更獲選97年環境工程學會廢水處理技術研討會最佳論文。(圖文:海洋大學電子報.陳銘仁)
鐵還原菌Shewanella decolorationis NTOU1之特性
在中油冷卻循環水系統分離之Shewanella sp.,經過外型分析、細胞膜成分分析、分子生物鑑定、生理生化以及菌株特性分析方法分析、基於以上分析結果我們將此菌株鑑定命名為菌株Shewanella decolorationis NTOU1。
是一種革蘭氏陰性菌株，屬於γ proteobacteria，沒有孢子產生，有單一極性鞭毛(single polar flagellum)，培養於培養基上菌落外觀呈現圓形不透明橘色，橘色色素其吸光值在342nm與396nm具有高峰，菌體大小約為0.70~0.85 μm (寬) 1.5~2.5μm(長)，可生長在pH5~pH9之間、鹽度0‰~75‰之間、溫度10 ~ 40°Ｃ。
生化特性測試菌株具有觸酶(catalase)、氧化酶(oxidase)、澱粉酶(amylase)、尿素酶(urease)、明膠酵素(gelatinase)以及硫酸還原酵素(sulfite reductase)活性，而不具有脂肪酶(lipase)活性，可利用Fe(III)、Mn(IV)、nitrate、iron oxide、sulfate、 thiosulfate、sulfur、arsenate and selenate作為厭氧呼吸作用之電子接受者，以H2,lactate、pyruvate、formate作為生長所需知電子提供者。
細胞含有coenzyme Q =泛醌(Ubiquinone):主要為Q7與Q8，細胞膜上之主要脂肪酸組成為C16:0、iso-15:0、C16:1ω7c以及17:1ω8c，沒有發現20:5ω3的存在。DNA序列之G+C比例為50.3 mol%。
目前保存於台灣新竹食工所生物資源保存及研究中心(Bioresource Collection and Research Center;BCRC)編號為BCRC 910321以及日本菌種保存中心(Japan Collection of Microorganisms;JCM)編號為JCM14211。
中央社新聞小百科：細菌發電
2008/11/27
【大紀元11月27日報導】（中央社記者卞金峰基隆市27日電）細菌發電研究開始於1910年，美國植物學家馬克皮特首先發現有幾種細菌的培養液能夠產生電壓及傳送電流後，陸續有許多科學家提出微生物燃料電池研究報告。
一般人印象中發電靠的就是水力、火力或是核能，細菌發電是想都沒想過。實際上細菌發電研究歷史已近百年，但受限技術等因素未發揚光大，海大發現發電量超強新菌株寫下歷史。
雖然細菌發電研究開始於1910年，但因於技術及應用的限制及其他發電技術開發而一度中斷，直到石油危機後，為積極開發永續再生能源，微生物燃料電池的研究才又受到重視。
微生物燃料電池是燃料電池的一種，細菌會被培養在陽極上面，並且通入「燃料」，使之氧化，氧化後所生成之電子與質子分別經由導線及質子交換膜到達陰極，在陰極上搭配氧氣的還原作用而生成水。
如此就構成完整的電流通路，可發揮微生物燃料電池的功用，基本上，具有還原能力的物質，包括生物易分解的有機物等，皆可以做為微生物燃料電池的「燃料」，未來若技術發展成熟，可能只要收集家中的廚餘，或是洗滌盥洗的廢水，就可以讓家裡有用不完的電。
其實，電力可經由不同的發電系統、電池及燃料電池獲得，生物燃料電池（biofuel cell）則是直接轉換微生物的新陳代謝或酵素催化能量為電力的電化學原件。
實際上，微生物學家已成功地使微生物利用海洋底泥生產電力，這些微生物製造多餘的電子，可以直接送至質，而這些物質幾乎可以說是取之不竭，因此，未來微生物燃料電池將無可限量。
發電細菌
2008/01/19 10:04
美國南卡羅來納醫科大學的查理·密立根，在亞特蘭大舉行的美國微生物學會年會上發表報告說：
利用微生物發電的概念並不新奇，目前已有多個研究小組在從事微生物燃料電池開發，但他們發現的細菌有兩個與眾不同之處：
首先是發電的細菌屬于脫硫菌家族，這個家族的細菌在淡水環境中很普遍，而且已被人類用於消除含硫的有機污染物；
其次是在外界環境不利或養分不足時，脫硫菌可以變成孢子態，而孢子能夠在高溫、強輻射等惡劣環境中生存，一旦環境有利又可以長成正常狀態的菌株。
用這種細菌製成的燃料電池，只要有足夠的有機物作為“食物來源”，電池中的細菌就能通過分解食物持續釋放出帶電粒子。研究人員說，用這種細菌分解有機污染物，同時又可以發電，可謂一舉兩得。他們認為，這一成果是微生物發電領域的一大進步。
這樣的研究將來可以實際運用在日常生活中，細菌對人類環保及新能源的供獻，又添一筆。
細菌的新用途
光明日報 2000年09月15日 吳錫平
提起發電，人們就會聯想到水力、風力、火力、核能和太陽能發電等。其實，作為微生物的細菌，也能發電。
英國植物學家馬克﹒皮特在1910年首先發現有几種細菌的培養液能夠產生電流。于是他以鉑作電極，放進大腸杆菌或普通酵母菌的培養液里，成功地制造出世界上第一個細菌電池。
1984年，美國設計出一種供遨游太空使用的細菌電池，其電極的活性物質是宇航員的尿液和活細菌，不過放電率極低。
直到本世紀80年代末，英國化學家彼得﹒彭托在細菌發電研究方面才取得了重大進展。他讓細菌在電池組里分解電子，可獲得2安培的電流，且能持續數月之久。
利用這種細菌發電原理，還可建立細菌發電站。計算表明，一個功率為1000千瓦的細菌發電站，僅需1000立方米體積的細菌培養液，即可維持其運轉發電。而且這種電站是一種不污染環境的“綠色”電站，其運轉產生的廢物基本上是二氧化碳和水。
此后，各種細菌電池相繼問世。有人設計出一種綜合細菌電池，即由電池里的單細胞藻類首先利用太陽能將二氧化碳和水轉化為糖，再讓細菌自給自足地利用這些糖來發電。日本研制成的細菌電池則是將兩種細菌放入電池的特制糖漿中，讓一種細菌吞食糖漿產生醋酸和有機酸，而讓另一種細菌將這些酸類轉化成氫氣，由氫氣進入磷酸燃料電池發電。
人們還發現，細菌還具有捕捉太陽能并把它直接轉化成電能的“特異功能”。最近，美國加利福尼亞大學和美國宇航局的科學家們在死海和大鹽湖里找到一種嗜鹽杆菌，它們含有一種紫色素，在其把所接受的大約10％的陽光轉化成化學能時，即可產生電荷。
顯然，細菌將會成為未來的能源“新星”，可以緩解人類能源枯竭之虞。
細菌探雷
一種從火藥散發的氣體中得到滋養并能在黑暗中發光的細菌，不久將被用來幫助人們探測地雷。
美國科學家正在研究一種革命性的探測地雷的方法，他們打算利用會自然發光的細菌去尋找梯恩梯（TNT）──這種炸藥存在于世界各地90％的地雷中。
在自然界，會發光的微生物早已存在，就像那些以TNT散發的氮和碳氣為養料繁殖生長的菌系一樣。美國薩瓦納河技朮中心正在尋找甚至創造一種具有上述兩種特性的微生物。一旦發現這種微生物，就可將它們噴洒在整個地雷區，覆蓋地雷的泥土中的細菌就會發光。據該中心的研究人員說，他們還在研究能清除放射性及其他有毒廢物的細菌。
生物探測方法不僅可減少危險，而且為人們提供了一種相當經濟的方法。制造一枚地雷的成本可能僅需3美元，而探測并清除它的費用卻要300─1000美元。更何況自越南戰爭以來，塑制地雷的使用已使金屬探測器一籌莫展。
利用生物探測的另一大優點是，這些細菌會自然生長繁殖，播種到某一特殊地區的細菌能永久持續發展。比如，一瓶裝滿經冷凍干燥處理的菌種，在一天內可滋生發展到裝滿55加侖的大桶。
向細菌要金屬
自美國柯爾曼和恩凱爾博士從硫酸銅溶液中找到了“吃”礦石的微生物后，繼而發現了氧化硫杆菌、氧化鐵硫杆菌、氧化鐵杆菌和氧化硫鐵杆菌等多種微生物，它們都是富聚礦石中金屬的能手。
美國科學家還將管子插入礦山地下1500多米深部，通過管子向礦層提供必要的生物液，微生物便迅速從礦石中將金屬富聚出來，然后再將管道中的微生物回收獲得金屬。
1996年，美國海洋及大氣管理局的科學家發現生活在胡安德卡海峽海水中的“太古微生物”也有富聚金屬能力，有的還對几種金屬有綜合富聚能力，只要收集它們進行加工就能獲得金、銀、鉑、鈾、銅等20余種金屬。法、英兩國的科學家也在紅海和帕戈斯海域深部找到了多種富聚金屬的微生物，并獲得了多種可貴的貴金屬。
傳統獲得金屬的方法要經過探礦、采礦和冶煉的復雜過程，微生物則將其合二為一，還可以綜合回收多種金屬，充分利用傳統冶金廢棄礦石。加拿大的科學家利用微生物從廢棄礦石中獲得了可貴的氧化鈾、金、銀、鉭、鈮等多種金屬，從而極大地提高了礦石的利用率。
微生物還有淨化環境、清除污染作用。前蘇聯切爾諾貝利核電站事故造成環境污染，使大量放射性核素存在于土壤中，若依靠自然清除需要几百年。科學家利用微生物把發生性核素變成液體，通過插入地下1000多米的管子把液體引向地下深部，過一定時候再回收液體加工獲取鈾，極大地提高了淨化環境的速度。
微生物富聚金屬范圍十分廣泛、前景誘人。其中，特別有魅力的是海洋微生物。因為海洋中蘊藏著丰富的金、銀、鉑、鈾、銅、鋅等几十種金屬，但品位極低，如含金量高達800多萬噸，但100萬噸海水含金僅6克左右，無法直接利用海水獲得，通過微生物富聚加工就能如愿以償。
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