随着人类社会的进步，人口数量增长迅猛，经济发展日益加速，但同时带来一系列难以调和的矛盾，如能源供应跟不上经济发展的需要。众所周知，科技革命促进人类社会发展得益于各种能源的开发和广泛应用，因而它们被称为一个国家经济的命脉。然而环境中的能源是有限的，出于国家利益，各个国家都加入了对资源和能源的争夺，甚至不惜发动战争，比如中东战争纯粹就是一场石油的战争。因此，除了综合开发利用现有常规能源（如石油、煤炭、天然气、水能等）外，开发其它新型能源（如波能、可燃冰、生物能等）也成为了各国发展过程中的必然选择。其中生物燃料作为一种新型能源吸引了大批科学家进行开发尝试，并取得一系列显著成果。

生物燃料有别于化石燃料，一般是通过农林废弃物等生物质而获得的固体、液体或气体燃料，如汽油和柴油，是当前可再生清洁能源发展的一个重要方面。而生物燃料电池则是利用酶或者微生物组织作为催化剂，使某些生物质原料发生化学能向电能的转变，而转变过程中氧化还原反应产生的电子被电池中某些组分所捕获，从而实现化学能向电能的转变。由于生物燃料电池中所使用的都是可再生、毒性小的生物材料，因而被认为是传统电池的最佳替代品。

根据电池中所使用催化剂的不同，人们可将生物燃料电池分为两种类型：微生物燃料电池（MFC）和酶生物燃料电池(EBFC)。MFC就是某厌氧细菌（如普通变形杆菌属、埃希氏杆菌属、定氮菌类、芽胞杆菌属等）在缺氧的条件下可以将某些无机物和有机物进化氧化分解，所释放的电子通过导线到达负极，质子则通过质子交换膜进入正极，与电子和氧气结合生成水，从而在外电路中形成电流。EBFC则需要先将氧化酶和还原酶从生物体提取出来，然后分别固定到负极和正极上，酶在正极将燃料氧化，产生的电子被捕获通过外电路运送到正极，质子则进入正极，与电子和氧气结合生成水，在外电路中也形成了电流。

与传统的化学电池相比，生物燃料电池具有原料来源广泛、发电效率高（据报道某些新生物电池依靠酶蛋白能近乎百分之百提取出糖分子所蕴含的能量）、所需条件较温和、结构简单，尤其是对环境几乎无污染，因而被称为是可再生的绿色电池，有望在汽车燃料、污水处理、人体植入设备、机器人设计、航空航天等领域得到广泛应用。但当前生物燃料电池还处于初级研究阶段，存在诸多不足，离大规模的推广应用还存在一定距离，比如说电池输出功率小，使用寿命较短，电子转移需要介体的辅助、微生物或酶对分解的生物质具有选择性、很多因素都可以使微生物系统失效等等。因此，在新一代生物燃料电池的研究中，需要加强对电池稳固性、生物催化效率和电子转移等材料的研究，利用光合细菌或藻类可吸收太阳光的特性，开发光化学生物燃料电池。

目前，美国乔治亚理工学院的研究人员利用一种由太阳能或热能激活的催化剂，研究出了一种新型低温燃料电池。在这种电池中，科学家首先将生物质碾碎后，与一种多金属氧酸盐（POM）催化剂在溶液中混合，然后暴露于太阳光或高温条件下。在POM的催化作用下，使生物质发生氧化，质子直接传递到电池正极，而电子被输送至负极，并通过外电路到达正极，与氧发生氧化生成水。由于这种电池的燃料可以用各种不同的生物质资源，如淀粉、纤维素、木质素、木粉、藻类和家禽加工中产生的废物，而且这些材料不需要进行提纯净化，因而应用极为广泛。该燃料电池当前已实现连续工作20个小时，其产生的最大功率密度达到了0.2毫瓦/平方厘米，表明POM作为催化剂能够实现重复使用，电能产量也较高。然而，该电池至少还存在两个缺陷，第一是寿命还是太短，第二是不能实现再次充电。

当然，尽管生物燃料电池还存在诸多不足，但必将给世界的能源结构带来前所未有的变革，而且随着技术研究的不断深入和完善，它也必将成为新一代的电力供应系统。

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