科学家曾经做个这样一个实验:把酵母和葡萄糖的混合液放在装有半透膜壁的容器里,将这个容器浸在另一个较大的容器中,较大的容器中盛有纯葡萄糖溶液,其中有溶解的氧气。在两个容器中都插入铂电极,连接两个电极便得到了电流,这说明在微生物分解有机化合物的时候,就有电能随之释放出来。
根据这个原理制造出来的电池叫生物电池。生物电池比电化学电池有许多优点:生物电池工作时不发热,不损坏电极,不但可以节约大量金属,而且寿命比电化学电池长得多。
目前,生物电池作为电源,已试用于信号灯、航标和无线电设备,其中有的虽然经过长期使用,效果仍然像刚开始那样。有一种用细菌、海水和有机质制造的生物电池,用作无线电发报机的电源,它的工作距离已达到10千米,用生物电池作动力的模型船也已在海上游弋。
从生物电池的工作原理,科学家们想到了海洋。一望无际的海洋就是一个巨大的天然生物电池。
海洋是生命的摇篮。在海洋的表层,阳光透入浅海,生长着许许多多的单细胞藻类:绿藻、褐藻、红藻等等,它们从海水中吸取了二氧化碳和盐类,在阳光下进行着光合作用,形成有营养的碳水化合物,同时放出氧,在海水中形成过多的带负电的氢氧离子。
海洋的底层是海洋动植物残骸的集聚地,也是河流从陆地带来丰富有机质的沉积场所。在黑暗缺氧的环境下,细菌分解着这些海底沉积物中的动植物残体和有机质,形成了多余的带正电的氢离子,于是海洋表层和底层的电位差产生了。实际上这是一个天然的巨大的生物电池。为此,科学家提出了在海洋上建立天然生物电站的设想,充分利用海洋表层水和海洋底层水的电位差产生电流。可以预料,随着科学技术的发展,未来人们将会在海洋上建起大型的天然生物电站,以便从海洋中取得大量电能。