电鳗能放电电人,能把这个机理用在新能源汽车上吗?
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人类本身就是通过生物电池现象来发明实用电池的,200多年前,意大利的生物学家伽伐尼在解剖青蛙时候,发现手术刀碰到青蛙腿会出现肌肉抽搐的现象,物理学家伏特认为这是因为青蛙体内有离子电解质,金属发生了氧化还原反应而产生电流,根据这个机理,伏特设计出来了原电池,今天的干电池依然是这个原理,而蓄电池,只是加了可逆的充电功能进去了,也就是今天车上用的电瓶,请关注:容济点火器
电鳗放电原理
电鳗是一种携带生物电池的一种特殊生物了,它体内有很多个放电细胞,这些细胞是层叠电池,里边同样会有电解质,可以通过神经来激励控制让电解质产生离子流,穿过细胞膜而形成电流,单个细胞大约能产生0.15伏的电压,很多个这样的细胞串并联起来,就可以产生很高的电压和一定的电流,这点和新能源汽车的电池机理是比较接近的,都是多个小单元的组合。
电鳗平均的放电电压是350伏,有些可以达到800伏,这个电压看起来是比较高了,要知道一般纯电动汽车,如果电机是380伏的,直流母线电压也不过是500伏左右。但是电鳗放电输出的电流比较小,一般不足1安,即使按照1安来算,也不过是800W而已,功率是非常小的,但是对付一些生物绰绰有余,比如成年电鳗可以电晕一头水牛,人当然不在话下了。
仿生物技术,不是简单照搬
像人类受到生物电池启发而发明原电池一样,人类陆续改善发明的铅酸电池,镍氢电池,锂电池等等,已经完全超越了生物电池本身,可以做到连续大功率的充放电,而生物电池局限于细胞本体,无法突破大容量和连续充放电问题。
因为这些细胞形成的能量有限,电鳗无法连续像化学电池那样连续放电,只可以输出脉冲形式的直流电,尾部是正极,头部是负极,而且身体其他组织有绝缘层隔离了,一般情况下不会电到自己。而且电鳗放电10来秒,就需要休息一下,等慢慢恢复了,才可以再来一次,很多渔民也就是盯准这个弱点,在捕捉电鳗时候,不着急马上下水,而是赶一些牲畜进去,刺激电鳗让它放完电了,它暂时无法电人了,再抓。
电动汽车,功率动不动就是几百千瓦的,而且要连续开上好几个小时,生物电池这种结构,当然是不能满足这么大的能量要求的。不过电鳗的每秒钟能输出300个放电脉冲,这个如果用在汽车点火上,理论上是可行的,但是即使用上了,成本也是非常高了,用处不大。
好比我们人类看到马和豹子跑得快,但是不能照搬设计出来一部机械马,而是设计了一部汽车出来。看到鸟儿自由自在飞翔,很多人死板往翅膀上想,结果人永远无法飞起来,倒是设计出来飞机,一下子可以运输很重的东西,超越了鸟儿。
电鳗使用在新能源汽车上是不现实的,不过还是有些行业根据电鳗的特点,设计出来一种3D打印电池,电压超过100付,利用了水凝胶来构建的,可以用来做心脏起膊器,假肢和一些人体植入传感器的动力机构。
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