Tiểu luận Công ngệ sinh học đại cương

Thế giới chúng ta đang bị phụ thuộc nặng nề vào một nền kinh tế nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu sử dụng cho các phương tiện giao thông hiện tại như: xe hơi, xe lửa, máy bay là từ dầu mỏ. Hơn nữa, một tỉ lệ khá cao các nhà máy điện là nhiệt điện dùng nhiên liệu dầu, khí thiên nhiên hay than đá. Nếu không có nhiên liệu hóa thạch, nền kinh tế cùng với các phương tiện giao thông liên lạc, vận tải, sẽ rơi vào khủng hoảng, ngưng trệ. Gần như toàn bộ nền kinh tế, chính xác hơn là toàn bộ xã hội hiện đại đã phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Trong khi nhiên liệu hóa thạch đóng một vài trò quan trọng trong việc đưa xã hội đến mức phát triển như ngày nay thì nó cũng tồn tại những vấn đề nan giải lớn của thế kỉ: ô nhiễm không khí, các vấn đề môi trường như tràn dầu, nguy hiểm và nóng bỏng hơn cả là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu cùng với sự nóng lên của trái đất. Ngoài ra, nhiên liệu hóa thạch chỉ là nguồn tài nguyên hữu hạn không thể được tái tạo, và nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch còn làm cho một số nước không có nhiều tài nguyên sẽ bị phụ thuộc vào những nước vốn có nguồn dầu dồi dào ở vùng Trung Đông, từ đó dẫn đến nhiều hệ quả chính trị và kinh tế khác, thậm chí cả những cuộc chiến tranh giành dầu mỏ. Giữa bối cảnh đó, khái niệm về một nền kinh tế hydro dựa trên nguồn năng lượng sạch, dồi dào phục vụ mục tiêu phát triển bền vững của nhân loại xuất hiện như một giải pháp đầy tiềm năng. “Nền kinh tế hydro” là một hệ thống lưu trữ, phân phối và sử dụng năng lượng dựa trên nhiên liệu chính hydrogen. Thuật ngữ này được tập đoàn General Motors đặt ra năm vào 1970. Nền kinh tế hydrogen hứa hẹn đẩy lùi tất cả những vấn đề do nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch đã gây ra.

doc27 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2001 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tiểu luận Công ngệ sinh học đại cương, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC - HÓA DẦU -----š›&š›----- TIỂU LUẬN CÔNG NGỆ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG ĐỀ TÀI SỐ 42 CÔNG NGHỆ SINH KHÍ HYDRO CÓ SỬ DỤNG VI SINH VẬT Sinh viên: Nguyễn Văn Sơn Lớp: Lọc Hóa Dầu A-K53 Khóa học: 2008-2013 GVHD: TS. Tống Thị Thanh Hương Hà nội, 14/10/2012 MỤC LỤC Mở đầu Thế giới chúng ta đang bị phụ thuộc nặng nề vào một nền kinh tế nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu sử dụng cho các phương tiện giao thông hiện tại như: xe hơi, xe lửa, máy bay… là từ dầu mỏ. Hơn nữa, một tỉ lệ khá cao các nhà máy điện là nhiệt điện dùng nhiên liệu dầu, khí thiên nhiên hay than đá. Nếu không có nhiên liệu hóa thạch, nền kinh tế cùng với các phương tiện giao thông liên lạc, vận tải, sẽ rơi vào khủng hoảng, ngưng trệ. Gần như toàn bộ nền kinh tế, chính xác hơn là toàn bộ xã hội hiện đại đã phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Trong khi nhiên liệu hóa thạch đóng một vài trò quan trọng trong việc đưa xã hội đến mức phát triển như ngày nay thì nó cũng tồn tại những vấn đề nan giải lớn của thế kỉ: ô nhiễm không khí, các vấn đề môi trường như tràn dầu, nguy hiểm và nóng bỏng hơn cả là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu cùng với sự nóng lên của trái đất. Ngoài ra, nhiên liệu hóa thạch chỉ là nguồn tài nguyên hữu hạn không thể được tái tạo, và nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch còn làm cho một số nước không có nhiều tài nguyên sẽ bị phụ thuộc vào những nước vốn có nguồn dầu dồi dào ở vùng Trung Đông, từ đó dẫn đến nhiều hệ quả chính trị và kinh tế khác, thậm chí cả những cuộc chiến tranh giành dầu mỏ. Giữa bối cảnh đó, khái niệm về một nền kinh tế hydro dựa trên nguồn năng lượng sạch, dồi dào phục vụ mục tiêu phát triển bền vững của nhân loại xuất hiện như một giải pháp đầy tiềm năng. “Nền kinh tế hydro” là một hệ thống lưu trữ, phân phối và sử dụng năng lượng dựa trên nhiên liệu chính hydrogen. Thuật ngữ này được tập đoàn General Motors đặt ra năm vào 1970. Nền kinh tế hydrogen hứa hẹn đẩy lùi tất cả những vấn đề do nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch đã gây ra. Ta có thể kể ra một vài lợi ích chính của nền kinh tế hydrogen là:    - Không gây ô nhiễm: khi hydrogen được sử dụng trong pin nhiên liệu, nó là một công nghệ hoàn toàn sạch. Sản phẩm phụ duy nhất sinh ra là nước, do đó sẽ không làm nảy sinh những vấn đề đáng lo ngại như tràn dầu ...     - Không thải ra khí gây hiệu ứng nhà kính: quá trình điện phân nước tạo hydrogen không hề tạo nên khí nhà kính nào. Đó là một quá trình lý tưởng và hoàn hảo – điện phân hydrogen từ nước, hydrogen lại tái kết hợp với oxygen để tạo ra nước và cung cấp điện năng trong pin nhiên liệu.     - Không phụ thuộc về kinh tế: không dùng dầu mỏ cũng có nghĩa là không phải phụ thuộc vào các thùng dầu nhập khẩu từ nước ngoài.    - Hydrogen có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau: nhất là  từ các nguồn năng lượng tái sinh. Như vậy, những lợi ích về mặt môi trường, kinh tế và xã hội của hydrogen là rất đáng kể và ý nghĩa. Tất cả những thế mạnh này đã tạo nên cú hích mạnh mẽ hướng nhân loại tiến đến nền kinh tế hydrogen. Khoa học đã có nhiều bước phát triển lớn trong việc nghiên cứu, tìm ra các phương pháp để sản xuất khí Hydrogen. Một trong những công nghệ được chú ý gần đây là công nghệ “Công nghệ sinh khí Hydrogen có sử dụng vi sinh vật”. Trong bài tiểu luận này sẽ đi sâu vào tìm hiểu về công nghệ này. Mặc dù đã có nhiều thời gian để nghiên cứu tìm hiểu, nhưng bài tiểu luận sẽ không thể hoàn thiện nếu không có sự chỉnh sửa và xem sét của giáo viên hướng dẫn. Vì vậy, Em rất cám ơn nếu có sự đánh giá chỉnh sửa của Cô, Ts. Tống Thị Thanh Hương. Chưng 1: Các khái niệm chung 1.1 Khí Hydrogen và ứng dụng 1.1.1 Khí Hydrogen Là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ Hydro (từ tiếng Latinh: hydrogenium) là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng 1. Trước đây còn được gọi là khinh khí (như trong "bom khinh khí" tức bom H); hiện nay từ này ít được sử dụng. Sở dĩ được gọi là "khinh khí" là do hydro là nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể khí, với trọng lượng nguyên tử 1.00794 u. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạo nên khoảng 75 % tổng khối lượng vũ trụ và tới trên 90 % tổng số nguyên tử. Các sao thuộc dải chính được cấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng thái plasma. Hydro nguyên tố tồn tại tự nhiên trên Trái đất tương đối hiếm do khí hydro nhẹ nên trường hấp dẫn của Trái đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát ra ngoài không gian, do đó hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng hydro nguyên tử trong các tầng cao của khí quyển Trái đất. Đồng vị phổ biến nhất của hydro là proti, kí hiệu là H, với hạt nhân là một proton duy nhất và không có neutron. Ngoài ra hydro còn có một đồng vị bền là deuteri, kí hiệu là D, với hạt nhân chứa một proton và một neutron và một đồng vị phóng xạ là triti, kí hiệu là T, với hai neutron trong hạt nhân. Hình 1: Cấu trúc nguyên tử Hydro Với vỏ nguyên tử chỉ có một electron, nguyên tử hydro là nguyên tử đơn giản nhất được biết đến, và cũng vì vậy nguyên tử hydro tự do có một ý nghĩa to lớn về mặt lý thuyết. Chẳng hạn, vì nguyên tử hydro là nguyên tử trung hòa duy nhất mà phương trình Schrödinger có thể giải được chính xác nên việc nghiên cứu năng lượng và cấu trúc điện tử của nó đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cả cơ học lượng tử và hóa học lượng tử. Thuộc tính của hydro Ở điều kiện thường, các nguyên tử hydro kết hợp với nhau tạo thành những phân tử gồm hai nguyên tử H2. (Ở những nhiệt độ cao, quá trình ngược lại xảy ra.) Khí hydro lần đầu tiên được điều chế một cách nhân tạo vào đầu thế kỉ 16 bằng cách nhúng kim loại vào trong một axit mạnh. Vào những năm 1766-1781, Henry Cavendish là người đầu tiên nhận ra rằng hydro là một chất riêng biệt và rằng khi bị đốt trong không khí nó tạo ra sản phẩm là nước. Tính chất này chính là nguồn gốc của cái tên "hydrogen", trong tiếng Hi Lạp nghĩa là "sinh ra nước". Ở điều kiện tiêu chuẩn, hydro là một chất khí lưỡng nguyên tử không màu, không mùi, không vị và là một phi kim. Trong các hợp chất ion, hydro có thể có thể tồn tại ở hai dạng. Trong các hợp chất với kim loại, hydro tồn tại dưới dạng các anion hydrua mang một điện tích âm, kí hiệu H-. Hydro còn có thể tồn tại dưới dạng các cation H+ là ion dương sinh ra do nguyên tử hydro bị mất đi một electron duy nhất của nó. Tuy nhiên một ion dương với cấu tạo chỉ gồm một proton trần trụi (không có electron che chắn) không thể tồn tại được trong thực tế do tính dương điện hay tính axit và do đó khả năng phản ứng với các phân tử khác của H+ là rất cao. Một cation hydro thực sự chỉ tồn tại trong quá trình chuyển proton từ các axit sang các bazơ (phản ứng axit-bazơ). Trong dung dịch nước H+ (do chính nước hoặc một loại axit khác phân ly ra) kết hợp với phân tử nước tạo ra các cation hydroni H3O+, thường cũng được viết gọn là H+. Ion này đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong hóa học axit-bazơ. Hydro tạo thành các hợp chất cộng hóa trị với hầu hết các nguyên tố khác. Nó có mặt trong nước và hầu hết các hợp chất hữu cơ cũng như các cơ thể sống. Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn hydro là một khí lưỡng nguyên tử có công thức phân tử H2, không màu, không mùi, dễ bắt cháy, có nhiệt độ sôi 20,27 K (-252,87 °C) và nhiệt độ nóng chảy 14,02 K (-259,14 °C). Tinh thể hydro có cấu trúc lục phương. Hydro có hóa trị 1 và có thể phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học khác. Khả năng kết hợp của hydro Là nhẹ nhất trong mọi chất khí, hiđrô liên kết với phần lớn các nguyên tố khác để tạo ra hợp chất. Nó có độ điện âm 2,2 vì thế nó tạo ra hợp chất ở những chỗ mà nó là nguyên tố mang tính phi kim loại nhiều hơn cũng như khi nó là nguyên tố mang tính kim loại nhiều hơn. Các chất loại đầu tiên gọi là hiđrua, trong đó hiđrô hoặc là tồn tại dưới dạng ion H- hay chỉ là hòa tan trong các nguyên tố khác (chẳng hạn như hiđrua palađi). Các chất loại thứ hai có xu hướng cộng hóa trị, khi đó ion H+ là một hạt nhân trần và có xu hướng rất mạnh để hút các điện tử vào nó. Các dạng này là các axít. Vì thế thậm chí trong các dung dịch axít người ta có thể tìm thấy các ion như hiđrôni (H3O+) cũng như prôton. Hiđrô kết hợp với ôxy tạo ra nước, H2O và giải phóng ra năng lượng, nó có thể nổ khi cháy trong không khí. Ôxít đơteri, hay D2O, thông thường được nói đến như nước nặng. Hiđrô cũng tạo ra phần lớn các hợp chất với cacbon. Vì sự liên quan của các chất này với các loại hình sự sống nên người ta gọi các hợp chất này là các chất hữu cơ, việc nghiên cứu các thuộc tính của các chất này thuộc về hóa hữu cơ. Hydro có thể gây nổ Hiđrô là một chất khí dễ bắt cháy, nó cháy khi mật độ chỉ có 4%. Nó có phản ứng cực mạnh với clo và flo, tạo thành các axít hiđrôhalic có thể gây tổn thương cho phổi và các bộ phận khác của cơ thể. Khi trộn với ôxy, hiđrô nổ khi bắt lửa. Hidro cũng có thể nổ khi có dòng điện đi qua. Điều chế khí hydro Trong phòng thí nghiệm, hiđrô được điều chế bằng phản ứng của axít với kim loại, như kẽm chẳng hạn. Để sản xuất công nghiệp có giá trị thương mại nó được điều chế từ khí thiên nhiên. Điện phân nước là biện pháp đơn giản nhưng không kinh tế để sản xuất hàng loạt hiđrô. Các nhà khoa học đang nghiên cứu để tìm ra những phương pháp điều chế mới như sản xuất hiđrô sinh học sử dụng quá trình quang phân ly nước ở tảo lục hay việc chuyển hóa các dẫn xuất sinh học như glucôda hay sorbitol ở nhiệt độ thấp bằng các chất xúc tác mới. Hiđrô có thể điều chế theo nhiều cách khác nhau: hơi nước qua than (cacbon) nóng đỏ, phân hủy hiđrôcacbon bằng nhiệt, phản ứng của các bazơ mạnh (kiềm) trong dung dịch với nhôm, điện phân nước hay khử từ axít loãng với một kim loại (có khả năng đẩy hiđrô từ axít) nào đó, sử dụng vi sinh vật có khả năng sinh khí Hydro … Việc sản xuất thương mại của hiđrô thông thường là từ khí tự nhiên được xử lý bằng hơi nước nóng. Ở nhiệt độ cao (700-1.100 °C), hơi nước tác dụng với mêtan để sinh ra mônôxít cacbon và hiđrô. CH4 + H2O → CO + 3 H2 Điện phân dung dịch có màng ngăn : 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 Điện phân nước : 2H2O → 2H2 + O2 Lượng hiđrô bổ sung có thể thu được từ mônôxít cacbon thông qua phản ứng nước-khí sau: CO + H2O → CO2 + H2 1.1.2 Khả năng ứng dụng của khí hydro Trong thế kỷ 21 chúng ta sẽ được chứng kiến một sự thay đổi sâu sắc trong nền kinh tế thế giới và các sinh hoạt xã hội: sự chuyển đổi từ nền kinh tế dựa vào nhiên liệu hóa thạch sang nền kinh tế dựa vào nhiên liệu hyđrô nhờ năng lượng mặt trời. Nền kinh tế hyđrô nhờ năng lượng mặt trời không còn là ý tưởng mơ hồ hoặc chỉ là viễn tưởng khoa học, khả năng hiện thực hóa nền kinh tế hyđrô chỉ khoảng 25-35 năm nữa thôi! Như Tổng thống Mỹ G. Bush đã hy vọng, "chiếc xe ô tô đầu tiên trong đời của những trẻ mới sinh hôm nay ngồi cầm lái, sẽ là xe hyđrô dòng ZEV". Hình 2: Mô hình sản xuất và phân phối Hydro Một nguồn năng lượng mới, đó là hydro (hydrogen, H2). Hydro là một loại khí có nhiệt cháy cao nhất trong tất cả các loại nhiên liệu trong thiên nhiên, đã được sử dụng làm nhiên liệu phóng các tàu vũ trụ. Đặc điểm quan trọng của hydro là trong phân tử không chứa bất cứ nguyên tố hóa học nào khác, như cacbon (C), lưu huỳnh (S), nitơ (N) nên sản phẩm cháy của chúng chỉ là nước (H2O), được gọi là nhiên liệu sạch lý tưởng. Hydro được sản xuất từ nước và năng lượng mặt trời, vì vậy hydro thu được còn gọi hydro nhờ năng lượng mặt trời (solar hydrogen). Nước và ánh nắng mặt trời có vô tận và khắp nơi trên hành tinh. Năng lượng mặt trời được thiên nhiên ban cho hào phóng và vĩnh hằng, khoảng 3×1024 J/ngày, tức khoảng 104 lần năng lượng toàn thế giới tiêu thụ hằng năm. Vì vậy, hydro nhờ năng lượng mặt trời là nguồn nhiên liệu vô tận, sử dụng từ thế kỷ này qua thế kỷ khác bảo đảm an toàn năng lượng cho loài người mà không sợ cạn kiệt, không thể có khủng hoảng năng lượng và bảo đảm độc lập về năng lượng cho mỗi quốc gia, không một quốc gia nào độc quyền sở hữu hoặc tranh giành nguồn năng lượng hydro như từng xảy ra với năng lượng hóa thạch. Hãy tưởng tượng một trạm xăng tạo ra khí từ nước và ánh sáng mặt trời . Một số trạm hydro hiện nay đã được xây dựng. Bằng cách kết nối các tấm năng lượng mặt trời với một bình điện phân, điện từ mặt trời phân tách nước thành hydro và oxy tinh khiết. Tại các trạm như thế này , chúng ta có thể tiếp nhiên liệu vào xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro tái tạo và có thể chạy hàng trăm dặm mà không có khí thải. Một mô hình thực như hình 3. Hình 3: Trạm phân phối Hydro Pin nhiên liệu Pin nhiên liệu là một thiết bị điện hoá mà trong đó biến đổi hoá năng thành điện năng nhờ quá trình oxy hoá nhiên liệu, mà nhiên liệu thường dùng ở đây là khí H2 và khí O2 hoặc không khí. Quá trình biến đổi năng lượng trong pin nhiên liệu ở đây là trực tiếp từ hoá năng sang điện năng theo phản ứng H2 + O2 = H20 + dòng điện, nhờ có tác dụng của chất xúc tác, thường là các màng platin nguyên chất hoặc hỗn hợp platin, hoặc các chất điện phân như kiềm, muối Cacbonat, Oxit rắn ... thực chất nó là một loại pin điện hoá. Người ta phân loại các pin nhiên liệu theo chất điện phân, điện cực và các chất xúc tác trong pin nhưng nguồn nguyên liệu vẫn chỉ là H2 và O2/không khí. Trước đây người ta dùng khí H2 để biến đổi thành nhiệt năng dưới dạng đốt cháy, sau đó từ nhiệt năng sẽ biến đổi thành cơ năng qua các tua bin khí và các tua bin đó dẫn động các máy phát điện để biến đổi thành dòng điện, với biến đổi gián tiếp như vậy thì hiệu suất của quá trình sẽ thấp. Từ đó ta dễ dàng so sánh quá trình biến đổi trực tiếp trong pin nhiên liệu là có hiệu suất rất cao. Ngoài ra một trong những sự thu hút nhất của một loại pin nhiên liệu có tên "pin nhiên liệu dạng màng trao đổi proton" đã được phát triển trong công nghiệp ô tô vận tải, là nguồn nguyên liệu trong xe hơi, nó đang được phát triển trong các công ty ô tô hàng đầu thế giới như General Motor, Ford (Mỹ), Daimler Benz (Đức), Renaul (Pháp), Toyota, Nissan, Honda ... (Nhật bản), Hyundai (Hàn Quốc).... và tiềm năng của nó trong các ngành công nghiệp phục vụ đời sống là rất to lớn. Pin nhiên liệu sẽ có thể nắm giữ vai trò chủ đạo trong viễn cảnh nguồn năng lượng của thế giới trong tương lai. Những đặc điểm ưu việt của nó như hiệu suất cao, ổn định lớn, độ phát xạ thấp, không gây ồn, không gây ô nhiễm môi trường ..., sẽ bắt buộc pin nhiên liệu sử dụng trong các nhà máy điện trong tương lai. Có thể nói Hydro sẽ trở thành nguồn năng lượng của thế kỷ 21, mà như các nghiên cứu chỉ ra rằng, pin nhiên liệu có một ưu thế không thể nghi ngờ hơn tất cả các thiết bị biến đổi năng lượng khác. Máy bay không bao giờ tiếp đất Là một phần của một dự án của cơ quan nghiên cứu nâng cao quốc phòng Mỹ (DARPA), Boeing đã tạo ra một chiếc máy bay có thể bay liên tục trong ánh sáng mặt trời một mình. Các máy bay cánh rộng được bao phủ bởi các tấm thu năng lượng mặt trời. Nhưng làm thế nào nó bay vào ban đêm? Một tế bào nhiên liệu oxit rắn từ hệ thống động cơ điện Versa của máy bay sẽ cung cấp năng lượng vào ban đêm bằng cách sử dụng nhiên liệu sản xuất từ thế hệ mặt trời dư thừa trong ngày. Nhiên liệu đó chính là Hydro được sản xuất từ năng lượng mặt trời vào ban ngày. Hình 3: Máy bay bay liên tục Sử dụng làm nhiên liệu cho ô tô Trong kỉ nguyên hướng đến một nền kinh tế với nhiên liệu sạch hơn, xe chạy bằng pin nhiên liệu (FCEVs) được đưa ra thị trường nhiều hơn. Giống như pin xe điện (BEVs), FCEVs sử dụng động cơ điện cho động cơ đẩy. Điều này làm cho động cơ hoàn toàn êm, không có sự chuyển động của pittong, nó làm cho các phương tiện hoạt động hiệu quả và tiện lợi. Một bồn chứa hydro có thể đổ đầy trong vài phút ở một trạm tiếp nhiên liệu nào đó giống như một trạm xăng ngày nay. FCEVs có thể đi hàng trăm dặm với một bình chứa nhiên liệu, vì thế người tiêu dùng hoàn toàn yên tâm về khả năng cung cấp nhiên liệu cho chặng đường dài. Nhiên liệu tốt trong mọi điều kiện, từ mùa hè tới mùa đông, và việc sử lí giống như bất kì chiếc xe nào khác mà bạn đã lái. Kể từ khi các cell nhiên liệu được mở rộng về kích thước, chúng còn được sử dụng cho xe buýt, tên lửa, và nhiều thứ khác. Sau nữa là, FCEVs là nhiên liệu sạch 100%, không thải ra bất kì chất thải gì ngoại chừ nước. Gần như tất cả các nhà máy lớn trong lĩnh vực sản xuất ô tô đều dự kiến đến năm 2015 sẽ sản xuất hàng loạt các phương tiện giao thông có khả năng chạy bằng hydro. Hình 4 là một số mẫu xe chạy bằng nhiên liệu hydro. Về thiết kế bên ngoài của những chiếc xe này thì giống như những chiếc xe bình thường khác chạy bằng xăng, chỉ có một điểm khác biệt là động cơ thì giống như động cơ điện. Hình 4: Một vài mẫu xe sử dụng nhiên liệu hydro. Trong lĩnh vực quân sự Các khoang nhiên liệu cung cấp lợi thế quân sự mà có thể làm giảm gánh nặng cho binh sĩ và cứu sống con người trong chiến trường. Khi thiết bị quân sự đã trở nên ngày càng điện tử, nhu cầu sử dụng năng lượng trong lĩnh vực này đã tăng lên đáng kể. Và nếu như sử dụng các pin nhiên liệu thì những người lĩnh chỉ phải mang trên người khoảng 5 lbs. Công nghệ này thì ngày nay và đã được sử dụng trong các trương trình trình diễn. Các phương tiện quân sự sử dụng nhiên liệu hydro tạo ra lợi thế vô cùng lớn, máy bay không tạo ra tiếng ồn, các phương tiện hoạt động trên mặt đất cũng như dưới nước sẽ hoàn toàn bí mật vì không tạo ra tiếng ồn. Hơn nữa khi trong chiến trường hoàn toàn có thể sử dụng pin nhiên liệu tạo ra điện cho các doanh trại. Trong hình 5 và 6 là hình ảnh về việc sử dụng pin nhiên liệu hydro và động cơ sử dụng nhiên liệu hydro. Hình 5: Sử dụng pin nhiên liệu hydro trong quân sự Hình 6: Phương tiện quân sự sử dụng nhiên liệu hydro Sạc pin cho thiết bị di động với hydro Các nhà nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp Đài Loan (ITRI) đã phát triển được một loại máy sạc hydro cho điện thoại di động. Thiết bị này có thể sạc cho pin điện thoại di động trong 2 giờ mà không cần kết nối (hình 7). TSAU Fang-Hei, một trong số các nhà nghiên cứu tham gia phát triển thiết bị này, cho biết ITRI có thể sẽ hoàn thiện thiết bị mới này nhằm thay thế các hệ thống sạc pin thông thường hiện nay vào năm 2012. MA Hwong-Wen, một nhà môi trường học tại Đại học Đài Loan, cho rằng sáng chế này rất có ý nghĩa, không chỉ bởi nó sử dụng hydro - nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ - mà còn nhờ đặc tính không gây hại môi trường và đây chính là đặc điểm của các thiết bị điện tử tương lai. Theo YEH Hui-Ching, Trưởng phòng Năng lượng thuộc Bộ Các vấn đề Kinh tế Đài Loan, thành công mới này có thể mở ra những triển vọng công nghệ mới cho Đài Loan trong lĩnh vực năng lượng và thiết bị điện tử theo xu hướng công nghệ phát triển bền vững. Hình 7: Sạc pin hydro Trước đó, công ty Tensor của Nga cũng đã chế tạo ra bộ sạc pin bỏ túi dùng cho điện thoại di động sử dụng công nghệ hydro. Bộ sạc pin bỏ túi này có thể sạc đủ điện cho điện thoại di động kiểu thông minh hoạt động liên tục trong 30 giờ. Bộ sạc này có kích thước bằng khoảng 4 bao diêm và có thể cho vừa vào túi quần hoặc túi áo. Đặc biệt bộ sạc mới này hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường. 1.2 Vi sinh vật Vi sinh vật là gì? Vi sinh vật là những cơ thể rất nhỏ bé, mà đa số không được nhìn thấy bằng mắt thường mà phải quan sát bằng kính hiển vi. Chúng bao gồm nhiều loại cơ thể, khác nhau rất cơ bản về mức độ tổ chức tế bào và lịch sử tiến hóa, cũng như về ý nghĩa thực tiễn. Những nhóm vi sinh vật chủ yếu là: vi khuẩn (bacteria), cổ khuẩn (archaea), nấm (fungi), tảo (algae), động vật nguyên sinh (protozoa), và virut (viruses). Riêng virut là những thực thể chưa có cấu tạo tế bào, các vi sinh vật khác đều thuộc một trong hai loại tế bào: tế bào chưa có nhân điển hình và tế bào có nhân điển hình. Những đặc tính chung của vi sinh vật Vi sinh thường là những cơ thể đơn bào, nên khi nói về kích thước của vi sinh vật cũng là nói về kích thước tế bào của chúng. Thông thường vi sinh vật có kích thước tế bào từ 1 đến 10 micromet, tùy theo chúng thuộc nhóm procaryot hay eucaryot, trong khi tế bào thực vật hay động vật có đường kích khoảng 100 µm. Tuy nhiên với phát hiện gần đây thì có những tế bào procaryot rất nhỏ hoặc rất lớn. Mặc dù kích thước rất nhỏ bé, vi sinh vật vẫn thực hiện rất hữu hiệu mọi chức năng mà mỗi cơ thể đa bào th