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[分享] 生化发动机是否可行?

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发表于 2024-12-22 17:06 | 显示全部楼层 |阅读模式

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技术上是否可以直接利用生物组织,比如肌肉作为动力输出,提供葡萄糖或者atp为能源,模拟神经信号进行控制,输出功率做工呢?
这样的装置还可以自我修复,减少化石能源消耗。
比如利用心脏做泵,可以稳定工作几十年没有磨损。虽然功率应该是不会太大,工作温度也需要限制。

原文地址:https://www.zhihu.com/question/602154035
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发表于 2024-12-22 17:06 | 显示全部楼层
@赵泠 的回答之中提及「人体将化学能转换为动能的效率约 25%」。
然而,内燃机把化学能转化为机械能的典型效率也在 25% 的水平(初中物理课本给的是 25-40%, 如果我没记错)。所以,「将农作物热解或生物分解成燃料给现有内燃机,效率比养一堆肌肉更高、需要的农作物更少。」不一定成立。
如果内燃机效率突破百分之五十而发电效率未达百分之五十,那么我国的电动汽车政策是否意味着弯道翻车?*根据一些对相关问题的高赞回答,即使汽车用内燃机的热机效率可以达到近 50%, 实际上由于工况限制难以实际达到,而通常会在 20% 左右的水平甚至更低。而另一回答表明,最优情况下,现有汽车的热机效率已达到 45% 的水平:
今年首季,中国汽车出口超日本成世界第一,这一数据意味着什么?常规热机之中,效率相对高的是燃气轮机,其热机效率大约在 60%. 由于电动机把电能转换为机械能的效率同样相对高,并且在不同的工况下都能保持相对高的效率,一个更为可行的生物质能发动机方案是,将农作物热解或生物分解为燃料后,直接使用燃气轮机作为飞机/轮船的发动机,或者使用燃气轮机发电以供应电网,提供给家庭/工业/电动汽车等场景。
以上。
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发表于 2024-12-22 17:06 | 显示全部楼层
如果题主去工厂拧几天螺丝。
就不难知道生化发动机不仅可行,还很廉价。
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发表于 2024-12-22 17:07 | 显示全部楼层
肩扛手挑、驴拉磨之类就是“生化发动机”的实用形式——可以用,但是不要期待其效率。
肌肉的能量效率很低,人体将化学能转换为动能的效率约 25%,集中运用时需要大量散热结构来避免肌肉被自己的废热弄死,处理肌肉的代谢废物需要复杂的循环与排泄支持;
大块肌肉的能量密度很低,替代机器动力会占用更大空间,对载具来说还会让死重飙升;
肌肉容易疲劳,轻度受损就会长时间影响表现,不易完全恢复。心肌“修复”留下的瘢痕组织会增加今后的故障率。
脱离生物体的肌肉组织难以维护、需要大规模的无菌环境和复杂的人工呼吸与循环等,在当前技术水平下极度昂贵。不脱离生物体的肌肉组织会带着一大堆对当“发动机”无用的部件、吃更多食物、造更多粪。
无论肌肉是否脱离生物体,为大量低效肌肉提供营养物质来取代百分之几的现有机器动力,就会需要明显扩大现有农业的规模,在当前技术水平下会大幅度增加化石能源消耗、对耕地造成巨大压力。将农作物热解或生物分解成燃料给现有内燃机,效率比养一堆肌肉更高、需要的农作物更少。
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