人類本身就是通過生物電池現象來發明實用電池的,200多年前,意大利的生物學家伽伐尼在解剖青蛙時候,發現手術刀碰到青蛙腿會出現肌肉抽搐的現象,物理學家伏特認為這是因為青蛙體内有離子電解質,金屬發生了氧化還原反應而産生電流,根據這個機理,伏特設計出來了原電池,今天的幹電池依然是這個原理,而蓄電池,隻是加了可逆的充電功能進去了,也就是今天車上用的電瓶,請關注:容濟點火器
電鳗放電原理
電鳗是一種攜帶生物電池的一種特殊生物了,它體内有很多個放電細胞,這些細胞是層疊電池,裡邊同樣會有電解質,可以通過神經來激勵控制讓電解質産生離子流,穿過細胞膜而形成電流,單個細胞大約能産生0.15伏的電壓,很多個這樣的細胞串并聯起來,就可以産生很高的電壓和一定的電流,這點和新能源汽車的電池機理是比較接近的,都是多個小單元的組合。
電鳗平均的放電電壓是350伏,有些可以達到800伏,這個電壓看起來是比較高了,要知道一般純電動汽車,如果電機是380伏的,直流母線電壓也不過是500伏左右。但是電鳗放電輸出的電流比較小,一般不足1安,即使按照1安來算,也不過是800W而已,功率是非常小的,但是對付一些生物綽綽有餘,比如成年電鳗可以電暈一頭水牛,人當然不在話下了。
仿生物技術,不是簡單照搬
像人類受到生物電池啟發而發明原電池一樣,人類陸續改善發明的鉛酸電池,鎳氫電池,锂電池等等,已經完全超越了生物電池本身,可以做到連續大功率的充放電,而生物電池局限于細胞本體,無法突破大容量和連續充放電問題。
因為這些細胞形成的能量有限,電鳗無法連續像化學電池那樣連續放電,隻可以輸出脈沖形式的直流電,尾部是正極,頭部是負極,而且身體其他組織有絕緣層隔離了,一般情況下不會電到自己。而且電鳗放電10來秒,就需要休息一下,等慢慢恢複了,才可以再來一次,很多漁民也就是盯準這個弱點,在捕捉電鳗時候,不着急馬上下水,而是趕一些牲畜進去,刺激電鳗讓它放完電了,它暫時無法電人了,再抓。
電動汽車,功率動不動就是幾百千瓦的,而且要連續開上好幾個小時,生物電池這種結構,當然是不能滿足這麼大的能量要求的。不過電鳗的每秒鐘能輸出300個放電脈沖,這個如果用在汽車點火上,理論上是可行的,但是即使用上了,成本也是非常高了,用處不大。
好比我們人類看到馬和豹子跑得快,但是不能照搬設計出來一部機械馬,而是設計了一部汽車出來。看到鳥兒自由自在飛翔,很多人死闆往翅膀上想,結果人永遠無法飛起來,倒是設計出來飛機,一下子可以運輸很重的東西,超越了鳥兒。
電鳗使用在新能源汽車上是不現實的,不過還是有些行業根據電鳗的特點,設計出來一種3D打印電池,電壓超過100付,利用了水凝膠來構建的,可以用來做心髒起膊器,假肢和一些人體植入傳感器的動力機構。
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