依附食粪菌为电池供能，从此人们正在海中还能为机器人“加油”了！

　　美国海军对鱼粪供能特别很是感兴趣。

　　今朝，水师正在各项任务（探索海床、定位水下矿藏等）中运用的机器人的自立性其实不出众。火星车机器人行使钚核微型反应器来保持好多年的自立运转，而美国水师的机器人却只会依附电池供能，更别提电池的寿命最长还只有几天罢了。

　　如果把机器人用电缆连收到船上，则会缩小其探测规模。那可否直接在海洋中为机器人充电呢？

　　美国海军的研讨部门将目光投向了已在污水处理厂获得考证的细菌电池，或说生物电池。细菌合成有机物（比方鱼粪）时会发生过剩的电子。但这一些粒子一旦到达较高浓度就可能发生毒性，因而细菌必需尽快将它们扫除。当细菌四周存在氧气时，后者会融合电子取氢离子，构成无害的水。

　　那末若何由这类自然现象中制作电流呢？只需将“发生电子”的历程取“生成水”的历程离开，并确保细菌分化有机物的历程中没有氧气到场。将发生的电子经过金属丝输送到另一个含有氧气的隔间，便形成了电流！

海底废弃物

　　2007年，澳大利亚昆士兰大学的研究人员率先在废水处理厂对该体系进行了测试。他们不只应用细菌分化了大批的有机排泄物，还胜利“收受接管”了其间发生的电流……简直是事半功倍！由排泄物的角度来看，海床取污水处理厂并没有差别：废弃物由上层水域迟缓而接连地沉积到海底，构成有机物的聚集并被细菌分化。

　　基于此，美国海军的微生物学家默里亚·阿里亚斯-托德（Meriah Arias-Thode）率领团队提出了第一代靠鱼粪供能的食粪菌机器人，并进行了测试。将简朴的丈量仪器放在海床上，每五分钟读取一次温度、氧气含量和水的酸度，直到能量贮备耗尽。然后，将仪器带回空中从头充能。

　　正在测试中，一些设备使用了传统电池，而其他设备使用了“鱼粪电池”，后者经过水流开展充电，水流赓续带来新颖的粪便和剖析粪便的细菌。

　　结果表明，传统电池能保持机器人两个月的自立运转，而“鱼粪电池”给予了一年以上的能量！“这一些电池的生产本钱可能会更高，但更长的使用寿命能填补这一些分外的本钱。”默里亚·阿里亚斯-托德总结道。

　　细菌电池由两个被膜离隔的电极构成。阳极被会萃正在排泄物方圆的细菌笼罩，浸没正在富含有机底物的厌氧菌隔间。细菌呼吸时会损耗有机物，发生二氧化碳并开释氢离子和电子。电子被阳极获得，沿着导线传输到阴极。正在阴极处，电子取氢离子和氧气份子反响生成水份子。电子正在阳极和阴极之间的转移形成了电流。

　海底加油站

　　那什么时候能用粪便为机器人供能，进而探索海洋呢？情形还不好说。现阶段，生物电池能够供应250至500毫瓦的功率，是LED灯胆功率的十分之一，远远达不到探索型无人机所需的数百瓦功率……

　　“纵然能起作用，机器人还须要安排正在水底整整一些礼拜才气完整充满电，这不现实。”法国蒙彼利埃机器人技能、微电子学和信息技能结合实验室（LIRMM）的文森刻·克勒泽（Vincent Creuze）弥补道。

　　另一种门路好像更有也许实现：设计一种大型水下加油站。正在海底制作加油站，将细菌发生的电能贮存个中，由而为经由的机器人充电。由此，“加油”好像具有了全新的意义。

　　撰文 Simon Devos

　　编译 周玉府