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1、09电气2班 徐正扬 20091340000 什么是生物能？ l生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式 贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物 的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球上的植物 ，每年生产量就像当于目前人类消耗矿物能的 20倍。在各种可再生能源中，生物质是贮存的 太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化 成常规的固态、液态和气态燃料 。据估计地 球上每年植物光合作用固定的碳达 2x1011t ， 含能量达 3x1021j。 生物发电与生物能发电 l生物发电：是指生物利用自身的一种特殊化合作 用而产生的电能，人类可将生物所发出的电能进 行收集、转化成为一种新的生物能源。 l生物能发电
2、：利用生物自身拥有的能量转化为电 能而为人类利用。 人体生物能发电 l人类将不仅仅是能源的消耗者，人类本身也是 提供新能源的载体。据测算，一个体重50公斤 的人一昼夜所消耗的热量约2500千卡，若将这 些热量收集起来，可将50公斤的水从0加热 到50。一个人一生中有三分之一以上的能量 被白白浪费掉了，更何况全世界有60多亿人口 ，如能将这部分人体生物能开发利用起来，就 相当于建造了十座百万千瓦级的核电站。 何为人体生物电 l大家知道，植物有植物电、动物有动物电、人体有生物电，一切 事物的变化都有电产生。人体生命过程中的新陈代谢及一切活动 都产生电，“心电图”是心脏跳动产生的电波、“脑电图”是大
3、脑活 动时产生的脑电波。电生理学发现，人体横膈肌及其动作神经能 产生较大的肌电，这就是人体内的发电机。 l正常体细胞是怎样产生电的？细胞浸浴在细胞液中，细胞膜的内 外存在许多带电离子（钾离子、钠离子、氯离子等），钾离子主 要在细胞内，钠离子主要在细胞外，在安静状态时，这些离子相 对稳定，当受到刺激时，细胞膜的通透力发生变化，各种离子便 活跃起来，在细胞膜内外川流不息，出现钾钠离子交换，便产生 了生物电。 动能发电 l走三万步驱动火车 l美国麻省理工学院的两名学生设计了一种地板系统，可以在火车站、舞厅、商场 等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能，并将其转 化成电能。他们称
4、这种“发电”形式为“人群电场”。 l这种所谓的“人群电场”是由麻省理工学院的两名研究生詹姆斯格拉雷姆和赛迪斯 朱斯楚克设计的，他们计划将这样一种通过走路振动来发电的地板系统安装到 人流拥挤的公共场所，利用这里密集的人流所产生的振动来产生电力。 l这种地板系统是由很多木块交错组成的，人们走路时会对地板产生压力，使与木 块相连的摇杆也被压下。摇杆从一个方向带动中心轴旋转，从而将机械能转化成 电流。当众多行人连续在地板上行走时，摇杆不断被压下，使中心轴不停地转动 发电。这种装置安装在大街、商场、火车站等处，所发出的电可以用来照明和驱 动电风扇。 l根据格拉雷姆和朱斯楚克的实验，通过这样一套系统，每个
5、人每行走一步所产生 的电力大约只能支持一个60瓦的灯泡闪一下，但是如果收集28527步产生的能量 ，就足以推动一辆火车移动一秒。 l踩踩走廊路灯有电 l法国一家房地产公司建造公寓时，在门前走廊上装上类似的踏板式能量收集器，当 人们进出公寓时可将其人体重力能收集起来，用来为公寓对讲机和公寓密码锁提供 电力，还可为路灯夜间照明提供部分用电 l走路为手机充电 l英国发明家还发明了用步行鞋发电的装置，将一种微型发电机安装在经过加工的普 通鞋底中，人们行走产生的机械能便可转化为电能，这些电能足以为手机和笔记本 电脑充电。 l超市“偷”顾客的电 l美国桑托斯公司的超级市场，每天都在“窃取”顾客的能量用来发
6、电。该超级市场在 出入口处安装了旋转门，并在地下室里安装了发条式能量收集器、发电机和蓄电池 ，每天数以万计的顾客进进出出，推动旋转门的能量统统被收集起来；此外，顾客 还要在旋转路上停留1-3秒钟，他的重力能也被收集起来，转化为电能供该公司照明 ，驱动电梯、电扇。 l健身房能源回收 l有位科学家为鞭策迷上了电视的女儿坚持锻炼，防止因长期呆在荧光屏前引起“电视 病”，便专门设计了一辆固定的“自行车”。他的女儿必须骑在车上不停地蹬踏板以驱 动发电机，才能保证电视机的供电，想偷懒就看不成电视。 l事实上，随着生活水平的提高，人们越来越注重健身了，但美中不足的是，现有的 健身器械大都忽略了对人体能源的收
7、集利用，致使大量人体能源被白白消耗，这种 现象在运动员训练基地表现得尤为突出。如将现有的健身器械稍加改进，配上小型 发电装置，让健身者和运动员在举、压、推、拉、蹬、踢、打、弹跳时带动发电机 ，就可将自身多余的人体能源转化为有用的电能，供家用电器使用。 体温发电 l办公楼会“吸热” l美国新泽西州电信电话公司不久前设计建造了一座新颖的办公大楼，利 用装在楼内的能量收集置换装置将在大楼工作的3000多名员工所散发的 热量收集起来并置换为电能，用于照明、电脑办公，甚至调节室内温度 ，使之保持在18-29摄氏度之间，只有当室外温度降到零下9摄氏度以下 时，才需开暖气供热。 l体温供电手表 l科学家们还
8、发明了一种袖珍温差电池，可以将人体的热能（体温）直接 转化为电能，继而为小型助听器、微型收音机、迷你电视机供电。这些 袖珍家用电器体积小、重量轻、携带方便，不必为其供电而犯愁，因此 非常受欢迎。 l体温供电手表也在受欢迎之列。手表的表底盖就是一块微型温差电池， 手的温度能产生电能推动手表准确地运转起来。 血液发电 微型电池植入体内 l科学家还发现，人类的血液也能发电，因为血液中有 一些化学物质，在发生反应时会产生能量，所以可将 它转变为电能。根据这一原理，医学专家研制成了一 种奇妙的人体生化电池，这种电池体积很小，可以通 过手术植入人的血管或内脏附近。它昼夜不停地发电 ，一点也不影响人体正常的
9、生理活动。现在有些病人 因病情需要装心脏起搏器，用这种电池来供电是最理 想不过了。 心跳发电 l手机随时随地充电 l英国科学家已经成功研制出一款依靠震动发电的微型发电机，未 来将可以通过用户的心跳来为手机随时随地充电，还可以为心脏 起搏器提供电力。 l这种迷你震动发电机的科学原理非常简单，即利用在两个磁铁之 间的线圈运动来产生电流。 l这种新装置的开发令心脏病患者在更换起搏器电池时可以免于外 科手术。科学家们甚至希望能用这种高效发电机为其他各种便携 式无线设备供电，包括手机和MP3播放器。在未来，手机用户只 要将手机放在心脏附近的口袋中，就可以很方便地为手机充电了 。 意念发电 l脑电波驱动控
10、制 l在美国俄亥俄州空军基地的一间实验室里，一位科学家用“意念” 进行了一项飞行模拟实验，他没有用手去掌握方向盘或按动键钮 ，没有用脚去踩踏板，而仅仅靠“意念”轻轻地操纵着飞机向左拐 或向右拐。这里所谓的“意念”不是指那种口中念念有词的咒语， 而是在头皮内接上若干电极，接收大脑神经发出的脑电波，经计 算机处理后发出相应的操纵飞机的指令。在这以前，这个实验室 里的科学家通过“意念”已成功地完成了开灯、关灯、转换电视频 道等简单工作。这项实验的名称是“脑力驱动控制”。 l脑力驱动控制从设想伊始至今不过几年，但它所展示的前景却是 无可限量的。 生物柴油 l概念：生物柴油是清洁的可再生能源，它是一大豆
11、和 油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、 工程薇藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等 为原料制成的液体燃料，是优质的石化柴油代替品。 特点：优良的环保性、较好的低温发动机启动性能、 较好的安全性能、较好的安全性能、具有可再生性能 、无需改动柴油发动机 生物柴油分离 生物沼气 l概念：生物沼气是指利用城市生活垃圾、农作 物废料甚至污泥等分解产生的气体，主要成分 为甲烷和二氧化碳，可用于发电和供热。 生物沼气产生示意图 生物丁醇 l概念：生物丁醇是以生物为原料，通过与乙醇 相似的发酵工艺制备而成的可再生能源。 特点：碳排放量较低、蒸汽压力较低、与汽油 混合与水的宽容度较大，与汽油混合比较高 生物丁醇作为石油替代品 微藻制油 l概念：薇澡即指是生长在海中的藻类，是植物 界的隐花植物，通过有效的利用太阳能，进行 光合作用固定二氧化碳，将无机物转化为氢、 高不饱和烷烃、油脂等能源物资。 特点：薇澡生物是可再生、速生生物、对大气 二氧化碳没有净增加、人工培养资源占用小。 生物质发电 l概念：生物质发电是指利用生物质所具有的生 物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种 ，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物 气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋发电、早 期发电等。 生物质发电原理示意图