【知識】有一種神奇的海洋動物叫「電鰻」:人類是否可以用它來發電?

2021-01-13 國際能源小數據

電力其實不僅是人造和現代的東西。事實上，從生理上說，電存在於我們所有人身上。在歷史上，我們是通過發現一種能自帶600伏特電的魚才開始學會如何人工發電。



這就是所謂的「電鰻」（electric eels），原產於亞馬遜河。這個海洋動物（經常被誤認為是鰻魚）能以足夠的電力，讓在水中的馬感到痛苦而扭動。



這種魚用佔其兩米身長的80%的器官來生產電能。這個器官含有數千種稱為電細胞的特殊肌肉細胞，每個細胞只能產生一個很小的電壓，但累積在一起可以產生高達600伏的電壓。研究電鰻的生物學結構和功能非常關鍵，加深了人類對電的理解，歷史上電池的發明者實際上複製了電鰻的電細胞。



電池的發明者義大利物理學家 Alessandro Volta 就是受到了電鰻解剖的啟發，他最早的裝置稱為「電器官」，說明了其與電鰻的生物淵源。



那麼，我們能不能直接利用電鰻發電呢？


從理論上講這是可能的，日本的一個水族館就證明了這一點。在東京南部的鎌倉水族館，用一條環保的電鰻點亮了聖誕樹上的燈光。


在電鰻移動時，兩塊鋁板會收集足夠的電力，照亮一棵2米高的聖誕樹，發出一閃一閃的燈光。然而，這個演示也說明了一個電鰻發電主要的缺點：電力的不穩定。為了使電能發揮作用，電鰻需要保持恆定的輸出功率來發電。


更重要的是，電鰻需要食物來將能量轉化為電能。根據美國國家標準與技術研究所的David Lavan 博士的研究，在自然環境的理想條件下，電鰻可以將食物中約15%的能量轉化為電能。然而，還得考慮到將它們維持在人工棲息地所需的能量。加熱和淨化水所需的能量，以及生長和運輸食物所需的能量都會進一步降低電鰻的發電效率。



這樣看來，雖然利用鰻魚的電力確實是可能的，但整體效率非常低，經濟上也不合理。所以，電鰻對滿足我們日常龐大電力需求來說是完全不實際的，但可以為人類新的發明創造提供一個思路。



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    說到陸地上的頂級掠食者人們都會想到獅子，但有一種動物人送外號「平頭哥」的蜜獾，還戲稱它是，每天不是在幹仗就是在幹仗的路上，它這種好鬥的性格就連獅子和老虎都要懼它三分，毒蛇，毒蠍，蜜蜂則都是它的盤中餐。電鰻原產於海中，之後洄遊到淡水河中長大，在大西洋，太平洋，印度洋都有它的地盤，而它們洄遊的主要河流就是南美的亞馬遜河，成年電鰻的體長可達2米，重20公斤，相比人們經常食用的各種鰻魚還是有區別，其實電鰻並不是鰻魚，在生物分類上它也更接近鯰魚，只是因為它的另類體型和發電特點所以就有了現在的名字。
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    點擊技成培訓 ，關注並置頂即可長期免費訂閱 20萬+工控人關注的微信平臺：技術分享、學習交流、工控視頻 電鰻以放電進行捕食，是能夠放電的特殊物種。自身具有特殊的結構，又不至於自身觸電由於電鰻會發電，人們叫它做活的發電機、活電池、電魚等。
  • 人類也會放電,只是沒有電鰻專業
    既然用了這麼有標題黨嫌疑的標題，那麼我肯定得趕緊來解釋一下。說到放電這個點，其實壓根就不稀奇，基本上所有生物的細胞都會放電。我們拿最活躍的神經細胞舉例子。神經細胞的細胞膜有一種可以跨膜的蛋白質叫鈉鉀泵，它能將1個ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）轉換成3個鈉離子，然後再拿2個鈉離子進來，相當於一次完整的置換能輸出一個正電荷。這個工作一直重複下去，就是準備放電的狀態了，稱為靜息電位。這個時候想讓電位反轉，就得開啟一個通道，讓鈉離子進來，大量的鈉離子進入後，細胞膜附件的電位就會變成內正外負。正負相見，一次放電就發生了。
  • 漲姿勢 | 瞬間放電高達800伏,電鰻是怎麼發電的呢?會電死人嗎?
    自身又具有特殊的結構，又不至於自身觸電由於電鰻會發電，人們叫它做活的發電機、活電池、電魚等。它具有很高的營養價值與產業利用價值，為人類做出了很大的貢獻。電鰻的放電特性啟發人們發明和創造了能貯存電的電池。其利用前景相當可觀，許我們進一步開發與利用這一寶貴資源。人們日常生活中所用的乾電池，在正負極間的糊狀填充物，就是受電鰻發電器裡的膠狀物啟發而改進的。
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    研究人員們使用了耐用且易於使用的部件，以及自動化和可擴展的製造工藝來打造這種具有潛在生物相容性的人造「電器官」，它可以產生超過 100V 的電位差。　　電鰻這種神奇的自體發電效果激發了研究人員的靈感。於是，他們根據電鰻發電系統的三種特徵功能進行人造發電器官的設計。　　首先就是要模擬出電鰻的發電系統的第一個特性，也是其最基本要素：發電細胞。正是那些位於鰻魚身體後部平行堆疊生長的發電細胞，實現數千個串聯的離子梯度。這些數以千計的發電細胞之間有結締組織相隔，並有許多神經直通中樞神經系統。
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    鱷魚捕殺電鰻反被電暈 電鰻放出高壓電把鱷魚給電死時間：2016-09-07 07:22   來源：川北在線整理   責任編輯：凌君 川北在線核心提示：原標題：鱷魚捕殺電鰻反被電暈 電鰻放出高壓電把鱷魚給電死 電鰻是生活在南美洲的一種魚類，這種魚有個奇特功能，那就是自身會發電！那種電流足以將人電暈，更何況是捕食它的動物了。