书城自然科学未来科技新看点
32232300000016

第16章 能发电的牛

一头牛的平均寿命大约为20年。在这并不短暂的时间里,牛为人类奉献了自己的一生:它勤勤恳恳地帮人们耕田种地,任劳任怨:吃的是草挤出来的却是含有丰富钙质和营养的牛奶,而且从来不计较任何回报;为人类提供肉食等等。不仅如此,就连牛的粪便也照样可以被人们充分利用起来。以前在牧区,人们大都用干牛粪烤火取暖,但现在科学家们研究发现把牛的粪便集中起来竟然可以产生电能!

这种发电方式的工作原理是利用牛粪中释放出来的无色、无臭的气体——甲烷,为发电机发电提供必要的能量。

牲畜也会有污染

牛、羊、骆驼等食草动物是甲烷、二氧化碳等加剧空气污染和地球温室效应物质的重要释放者。目前,世界上共有10.5亿头牛和13亿只羊,这些动物通过放屁和排泄排放出的甲烷气体含量占全世界甲烷排放量的1/5左右,其中,牛产生的甲烷气体量最大,是其他动物的2到3倍。

为了解决这一问题,保护地球环境,目前科学界和各国政府都在积极想办法,力图将牛羊等动物的甲烷排放量降到最低,包括发明抑制牛羊胃中产生甲烷的3种微生物繁殖的疫苗。甚至一些畜牧业大国(例如在新西兰)政府还打算征收“牛羊打嗝税”。

1500头牛的“发电量”

牛的粪便受热并分解后就会产生气体甲烷,将这些气体收集起来可以作为发电机发电所需的能量,但粪便的分解过程通常需要3个星期的时间才能完成。利用牛粪发电还有其他很多好处,例如:从粪便中提取甲烷,可以去除粪便90%的臭味,分解后的剩余物质,还可以制成混合肥料给庄稼提供养料等等。

牛粪的发电“威力”也不容我们小看。按普通农场来计算,通过1500头牛,将足够供应330个家庭的所有用电量。

对于农场主们来说,这也是另外一条发家致富的新途径:他们可以想办法把这种电能集中起来,通过电缆输送到中心电网。

牛胃竟然也能发电

在科学家看来,牛可真是浑身都是宝,现在美国科学家发现通过作用于牛的瘤胃(反刍的第一胃),有望开发出另一种极具前景的电力来源。

就这科幻般的设想,科学家解释说:“牛的胃液本身是不能够充当电能的来源的,之所以可以作为电能,是因为牛胃液中有一种微生物在消化草或其他饲料的过程中会产生大量的能量,这样就能够产生大量的电能。”经过大量研究,科学家发现,半公升牛的瘤胃胃液中含有的微生物能够产生600毫伏电能。于是,他设计了一个特殊的实验器材来深入证明牛胃的发电功能。

神奇的胃液

科学家通过一根导管把胃液从活牛的瘤胃中提取出来,然后模拟瘤胃制造了两个无菌玻璃器皿,每个玻璃器皿均高约30厘米,直径约15厘米。把两个玻璃器皿连接在一起,中间用一种特殊物质隔开,其中一个器皿设定为电极的正极,另一个当然就是负极了。正极那个器皿中装满了瘤胃胃液和纤维素,以诱发微生物发生分解;负极的器皿中则装满帮助电能回流,形成铁氰化钾的物质。“当电流能够通过中间的特殊物质而从正极移动到负极,最后就能形成电流。”科学家说,通过测量这种方式,他们获得0.58伏的最高电压,4天后电压降低到0.2伏,但是当加入新鲜的纤维素到正极器皿中后,电压就又恢复到0.58伏。

也许,目前断定牛的胃液是否可能成为优质电能来源还为时过早,因为毕竟通过这种方式获得的电能比较小。但是就现在的研究来看,牛粪很有可能在将来的某一天成为便宜电能的来源,这对于发展中国家来说是很重要的。