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第一百七十二章 欧文氏菌加更（第2页）

缺点就是效率太低，每立方米的高碳源培养基，只能发电10～20度电；而直接燃烧发电，可以产生500度左右的电能。

两者没有可比性。

而且所谓的每立方米高碳源培养基发电量，也是在条件非常好的实验室环境下达到的结果。

比如，2024年6月23日发表的一篇论文中，华人科学家段镶锋和黄昱领导的研究团队，开发出一种新型微生物流动燃料电池（mffcs），通过利用人工电子介体在流动介质中高效传递细菌代谢电子，其最高功率密度可达17.6mwcm（相当于每立方米176瓦特）。

根据江淼调查到的数据，他们这个实验系统只能在实验室环境下，运行90个小时左右，之后效率直线下降。

按照这个数据，转变为立方米之后，稳定发电高峰期，差不多可以发电15.84度，加上后续的低功率发电，最多就是20度的样子。

而非实验室条件下的微生物燃料电池，每立方米的最高功率只有几十瓦特。

当然，在非实验室条件下，由于细菌分解有机物不太迅速的原因，其发电时间会延长到几个月，因此其总发电量还是10～20度左右。

如果每立方米发电功率176瓦特，可以维持1个月时间，那一个月的发电量就是126.72度、两个月就是252度、三个月则来到了378度。

那有没有可能实现高功率条件下，长时间稳定发电？

答案是可以。

目前非实验室条件下，胞外产电细菌的能量转化效率为10～30%，实验室条件下可以达到60～70%。

而且需要特别注意一个情况。

那就是培养基的有机物≠胞外产电细菌消耗的有机物。

胞外产电细菌只能分解消化一小部分有机物。

比如胞外产电细菌之中的铜绿假单胞菌，其食谱只包括：碳水化合物

中的葡萄、木、淀粉；含氮化合物中的氨基酸、尿素；脂肪类物质中的甘油三酯、磷脂；芳香族化合物。

从这里就可以知道，很多胞外产电细菌并不能直接消化牛羊粪中的纤维素、半纤维素和木质素。

如果可以将纤维素、半纤维素、木质素分解成为葡萄、单、芳香族化合物，那就可以被一部分胞外产电细菌直接利用了。

事实上，有一小部分胞外产电细菌也是可以分解纤维素、半纤维素、木质素的，就是分解效率比较低下。

现在江淼要做的事情，就是研发出可以高效分解纤维素、半纤维素、木质素的胞外产电细菌。事实上，欧盟已经有相关的科研团队通过转基因技术，改造大肠杆菌，赋予其代谢发电的功能，同时还让其可以分解一部分半纤维素。

这种有方向的研究，江淼研究起来并不困难。

筛选和培育高效的特化胞外产电细菌，可是江淼的拿手好戏。

他甚至不需要使用转基因技术，直接通过各种人造环境压力，逼迫胞外产电细菌发生变异就可以了，细菌繁殖速度非常快，变异速度也非常快，这非常有利于菌种的特化培育。

使用电流、酸碱度、化学物质、冷冻、高温、紫外线等手段，加上各种模拟的培育环境，只用了三天时间，江淼将获得1种特化胞外产电细菌。

这种胞外产电细菌的母株为欧文氏菌属的erwiniabillingiaeql-z3菌株，其原始特性中，如果以木质素为唯一碳源时，其木质素降解率可达25.24%。

而经过多次突变和筛选培育之后，该细菌不仅仅可以降解木质素，连纤维素、半纤维素都可以降解，其最高降解率可以达到97%左右。

当然，这个最佳降解率肯定不是那么容易达到的。

准确来讲，这个被江淼命名为“欧文发电菌”的全新细菌，其要达到最佳降解率，需要达到的条件非常苛刻，其条件有四个，分别是：

其一，生存环境的温度要达到20～28摄氏度。

其二，需要和一种专门的革兰氏阴性菌共生，这种革兰氏阴性细菌在生长过程中会分泌一种称为群体感应信号分子的物质，当细菌密度达到一定阈值时，这些信号分子会启动一系列基因表达，促进本身和欧文发电菌的繁殖，两者的代谢产物可以相互促进。

其三，需要加入特定剂量的大豆染料木黄酮（类雌性激素），才可以刺激欧文发电菌进一步繁殖和降解木质素、纤维素、半纤维素。

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其四，需要环境之中的氧气浓度达到32%。

其实江淼在实验过程中，并不是没有发现其他降解条件更加少的突变细菌，但正是条件少，江淼才不敢使用。

因为繁殖条件限制越少，就意味着可以在自然界中广泛扩散的能力越强。

而欧文氏菌可是植物腐生细菌，如果其降解木质素、纤维素、半纤维素的能力如此强大，又没有繁殖的限制条件，那不用几年就可以将全世界的草树木给灭了。

如果上述条件其中一个没有满足，将会导致欧文发电菌的降解效率直线下降。

而且该细菌对于土壤中广泛存在的芽孢杆菌没有抵抗力，特别是其中枯草芽孢杆菌代谢产物，可以直接导致欧文发电菌无法繁殖，从而大面积死亡。

正是这种苛刻的生存条件，才让江淼从亿万突变细菌之中，将它挑选出来。

欧文发电菌在条件达到最佳的情况下，预计只需要143个小时，就可以将含水率80%左右的牛羊粪中，97%的纤维素、半纤维素、木质素降解掉，其最高发电功率为每立方米473瓦特，因此可以发电67度。

但是这个最佳降解条件下，并非最佳发电条件。