电鳗瞬间8百多伏放电原理可运用到新能源汽车？

▲图:移动瞬释强压发电机电鳗

人看动物世界，越来越丰富多彩。却又诸多迷惑不解。比如电鳗瞬间发电极值800V，可以电死任何活人，甚至海狮，鱿鱼，鲨鱼。那些跑到沙滩去晒日光浴的海生大动物，说不准某只就是被电逃上岸了晕过去后回不来了的贪吃倒霉鬼。所以电鳗瞬间放电真的强，足够自卫还击了。这啥原理呢？可移用投放新能源汽车上吗？

▲图:硫酸电池电流电路工作流程图

先不急，来看电汽车池的电流工作原理图，还原剂Zn在适度硫酸溶液作用下，失去2个电子，发生氧化反应从锌极流出，经外电路，流入铜极。氧化剂H⁺在铜极分别得到一个电子，发生还原反应，生成H₂挥发，从而形成互感电流，从锌极流向铜极。

▲图:电鳗和电池生电原理图

所以电鳗发电原理不是这样的，平均650V的电压还不能持续几分钟，是不可能持续发电的。来看这图，电鳗本来行动迟缓，栖息于缓流淡水，不时上浮水面吞空气呼吸。体长圆柱形，无鳞，灰褐色，长达9尺，重达49磅。背鳍、尾鳍退化，尾占体长4/5，下缘有长形臀鳍，靠臀鳍拨动而游行。尾部有发电器，释放正电荷，都来源于肌肉组织，并受脊神经支配。能随意发出650伏的脉冲电压。头灰广口盾圆形，带负电荷，背黑腹橙黄，无背鳍腹鳍，臀鳍特长，是游泳器官。有两对长梭形发电器于尾部脊髓侧。

电鳗尾侧肌肉，是规则排列的6000～10000枚肌肉薄片组成，薄片间有结缔组隔，并有许多神经直通中枢神经系统。每枚肌肉薄片像个小电池，只能产生150毫伏电压，近万小电池串联可产生800V高的电压。但这自卫足够，自卫后需要循环再生，才能再次发电自卫，所以远远不能持续几十小时地供汽车用电。

▲图:丰田汽车充电系统电路原理图

再看这图，丰田汽车充电系统电路图。1号区是电压调节器，是一个总集成，不需再看内部电路，把它当个整体。2号区域定子转子线圈。左边3号区是整流电路。

先开点火开关K，发电机后端IG信号线通电，流到电压调节器IG端子，IG端子接收到信号，给三级管VT1基级一个信号，VT1导通，电流从蓄电池正级，到发电机B端子，再到励磁绕组/转子线圈，通过VT1控制到E点搭铁，形成一个回路，产生磁场即电生磁场，这使用了NPN型三级管特性，起开关作用。即基级通电，集电级与发射级导通。电流流向如图：

▲图:汽车单线制并联电路原理图

汽车电路实行单线制并联电路，这总体而言，局部电路仍有串联、并联与混联。全车电路都由各种电路叠加成的，每种电路都可独立分列，化繁为简。按照基本用途可分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。

不同车系线路规律不同，大概有三大类。1.检测类：负责检测各种信号看汽车工作状况。2.处理类：处理这些信号，根据它们发出指令控制发动机、变速器，空调等等。3.执行元件：负责执行处理器发的指令。

▲图:太阳放电辐射地球效果示意图

综上所述，电鳗发电原理过于简单，续航也挺短暂，确实不实用于新能源汽车。最后比较一下太阳系的地日系统来看，这何尝不是一种超人级，甚至神级的充电系统呢。大家有什么更好的看法，欢迎评论区尽情补充。

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为什么不把电鳗的放电原理应用在新能源汽车上，其实题主在题目中已经给出了答案，就是因为电鳗是瞬间放电，而不是持续放电，电鳗是一种放电能力最强的淡水鱼类，可放出高达300至800伏特的电压，而他的放电原理也是非常的简单，在电鳗尾部两侧的肌肉中生长着成千上万个由神经控制的肌肉薄片，类似于我们常见的小电容

每个这样的小电容仅能存储100毫伏左右的电压，但是却有近万个这样的电容，当神经系统传来信号时，便可以刺激离子流过肌肉薄片，所以电鳗可以发出几百伏特的电压，人类根据电鳗的放电原理，制作出来的东西就是电介质电池，但是新能源汽车的能源供给是强大的直流电，驱动电机使汽车运行起来，

电鳗虽然也能放出接近1安培的直流电流，但它放出的却是脉冲电流，一秒钟能放50个脉冲，放完之后需要休息才能进行下一次放电，所以完全依靠电鳗放电是不能给新能源汽车持续低供电的，也就是我们常说的性能不够持久。毕竟你也没有见过哪个汽车在公路上跑跑停停的吧。

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电鳗有着“水中杀手”和“移动的发电机”之称，这两个名字的由来与电鳗能够放电的习性有着直接的关系。既然电鳗能够放电，那么把电鳗放电的原理放到新能源汽车上，看似非常的合理。实际上是不可行的。为什么这么说呢？我们一起来探讨一下这个问题。

首先，我们简单的来了解一下电鳗

电鳗的名字里虽然有“鳗”字，但是它却不是鳗鱼的一种。因为鳗鱼是辐鳍鱼纲鳗鲡目鳗鲡科的鱼类，而电鳗则是辐鳍鱼纲电鳗目裸背电鳗科的鱼类，两种鱼从目就完全不同了。因此，电鳗不是鳗，就像鳄鱼不是鱼一样。

电鳗是南美洲亚马逊流域独有的鱼类，在其生存空间内，它没有天敌。即使是凶猛的鳄鱼想要咬它，结果要么是被电晕要么是被电死。

那么，电鳗为什么可以放电呢？

根据科学的研究发现，电鳗全身的肌肉全部特化了，在它的肌肉组织中含有大量的放电体。电鳗全身约有0.6-1万片相连的肌肉薄片，而每一片肌肉都可以释放0.15V的电压，也就是说电鳗一旦全身放电，瞬间的电压能够达到900-1500V，这比我们常用的220V电压整整高出了5倍以上。

电鳗虽然肌肉能够释放电压，但是如果没有正负极的话，很难形成对外界有伤害的电压，所以实际上电鳗的头部充当了正极的角色，而尾巴充当了负极的角色。

看到这里，许多小伙伴会问：电鳗带电为什么电不伤自己？

上面我们说过，电鳗的肌肉是发电体，而头尾是正负极，所以它的身体成为了一个完整的发电体。那么它为什么不会电伤自己呢？

因为电鳗的肌肉与头尾形成的回路都在皮下脂肪之上，而电鳗的脂肪有很强的绝缘能力，再加上进化出带电的身体本身就是经过了漫长的适应过程。所以，电鳗放电并不会电伤自己。

电鳗放电能否应用于新能源汽车？

答案是否定的。为什么这么说呢？原因有两点。

01 瞬发性和持续性

电鳗只有在遇到危险或者捕猎时才会放电，平时它是不放电的，而且电鳗放电是瞬发性的。根据科学的研究发现，电鳗每秒可以放电50次左右，而且每一次放电的电压是递减的，电鳗可以用这个频率持续放电10秒钟左右。之后，电鳗就会进入虚弱期，它需要休息至少半个小时以上才能重新的积蓄电量。

所以，要用这个原理应用于新能源汽车上，显然弊端太多了，总不能跑几公里就歇半天再跑吧。

02 衰减性

上面我们说过了，电鳗放电会随着放电次数的增加电压减小，所以用在新能源汽车上就是，起步很快，月抛越没劲。

这显然也是不合理的。

总结

电鳗虽然可以放电，但是它的放电特点有着瞬发性、不持续性以及不稳定性等多种因素，因此，无法利用电鳗放电的原理用在新能源汽车上。

你认为呢？

（图片来源网络，侵删）

电鳗是通过上亿年的进化出来的会发电的生物。它的原理也已经被研究清楚，生物这种机制就是通过ATP能量转化电能的方式，暂时无法利用。毕竟不可能抓几条鱼到发动机里。实在非要这种形式就直接上古代的马车，ATP转化成动能就可以了。不过，现在新能源汽车中也有部分应用了电鳗的发电形式。

1、电鳗的放电原理

在历史漫长的进化过程中，电鳗进化出了一种特殊的细胞，这种细胞叫做盘形细胞。大量的盘形细胞组合在一起形成了鳗鱼的一块“电板”。鳗鱼身上有大约6000-10000块这种电板，每块电板这些电板主要存在于它的尾部两侧肌肉，互相之间。每块电板大约可以产生150毫伏的电压，全部电板串联起来，瞬间可以释放800V的高压。可以瞬间将猎物电晕。那电鳗到底如何放电呢？

• 首先：电鳗的盘形细胞膜的前端有一种叫做跨膜蛋白质叫做钠钾泵（Na⁺/K⁺ pump 或 Na⁺/K⁺-ATPase）。这种蛋白质很神奇，它可以在神经元的控制下，消耗1个ATP能量，可以从细胞里面搬运3个钠离子到细胞外，同时，将两个钾离子转入。这样相当于每一次消耗1 个ATP后，能产生1个正电荷。所有的盘细胞都在不断搬运钠离子，就形成了电板的电压。这就是电鳗充电准备状态。

• 其次，要形成可控放电，电鳗的盘形细胞还需要一个重要结构，那就是电压门控钠离子通道，这个结构存在盘形细胞的后侧。当打开这个钠离子通道，由于细胞内外钠离子的浓度差，钠离子会自动从这个通道流入。当大量的钠离子涌入，细胞电位瞬间反转，细胞内的电压大大高于前端细胞外。前端通过瞬间消耗ATP来将电压释放输出到猎物身上。这就类似于一次放电。

• 最后，盘形细胞的细胞膜前后不对称结构，导致它前后膜产生的电压不会被抵消。也就形成了我们前面说的电板。所有电板连接起来在头部形成正极，尾部是负极。电击猎物时，消耗ATP形成电压，打开电压阀门，即完成对猎物的放电。

从电鳗的发电、放电原理来看，它完成一次发电放电是需要消耗它肌肉的ATP能量的。所以，它无法持续放电。

2、新能源车有部分也是利用了该发电原理

电鳗的发电原理是通过消耗生物能量ATP，来获得电压差。而且是什么时候放电，就什么时候发电。新能源汽车（包括混动）对电池的使用目前有好几种形式：

• 纯电新能源：化学电池充满电再上路，这种和电鳗的原理没有关系，完全是化学反应过程。
• 混动新能源：这种可以通过燃油的化学能转化为电能，然后再由电能提供动力行使。这种形式是有点类似的，但原理上是不同的。
• 氢能汽车：这种汽车是把氢输入燃料电池中，氢原子的电子被质子交换膜阻隔，通过外电路从负极传导到正极，成为电能驱动电动机；质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。这种和电鳗的原理就比较相像，也可以算是一个应用案例。

氢能源汽车目前应用还不是非常广泛，甚至有一些人为了获得利益，用假的氢能源汽车来炒作赚钱。

总结

总之，电鳗放电原理是通过钠钾泵消耗ATP能量来搬运钠离子正电荷到细胞外形成电压，通过电压门控钠离子通道来控制放电。这种用活体发电的方式新能源汽车应用不来。但是这种发电形式，目前氢能源汽车可以说是采用了类似的原理。

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今天来聊聊电鳗。电鳗是亚马逊河里的狠角色之一，主要集中在圭亚那地区，习惯在浅水的池沼或者水体比较浑浊的岸边活动。它们属于体型较大的鱼类，体长能达到2.5米，体重为40斤左右，大家最熟知电鳗是因为它们能够放电，在尾部脊髓两侧有两对发电器。

电鳗为什么能发电？

电鳗能放电的秘密就在于它们尾部两侧的肌肉。它们的尾部有规则地排列着6000-10000枚肌肉薄片，薄片之间还有结缔组织相隔着，里面有着许多神经能够直通中枢神经系统。我们可以把这些肌肉薄片想象成是一个个小电池，虽然说一个小肌肉薄片只能产生150毫伏的电压，但是当成千上万个小电池连接起来的时候，力量就不容小觑了。

生物电

电鳗只是把电利用了起来，实际上所有生物的器官、组织和细胞在生命活动的过程当中都会发生电位和极性的变化，这个过程被称为“生物电”，是生物活动特别基本的一个特征。

那么为什么我们的身体无时无刻在放电，但是我们感受不到呢？

这个秘密藏在我们的细胞膜里，我们的细胞膜是由双层磷脂分子构成的，这种分子最大的特性就是它属于双层结构，稳定性很好，而且磷脂分子的绝缘性是非常优异的，不会轻易漏电。

我们无时无刻都在进行着呼吸作用，当我们进行呼吸作用的时候，被氧化的葡萄糖是不会直接转化成ATP的，它会先变成携带能量的氢原子，然后在线粒体膜上蛋白质的引导下运送到膜的两侧。当膜的两侧聚集了大量丰富的正电荷和负电荷的时候，就会产生电势差。

大家都知道，我们的神经信号从本质上来说就是电信号，所以我们称脑电波。而神经细胞最为重要的工作实际上就是搬运带电的离子，让钾离子进入到细胞膜内，将钙离子运送出去，同样膜两侧的电势差引导着离子的运动。

而电鳗与普通动物的差别就在于，它有能力将这些电能储存起来，并且集中释放。当电鳗需要用电的时候，它的大脑会发送信号给发电细胞，打开离子通道，从而产生电势差。又通过体内的细胞膜和脂肪阻碍电流的运动，让电流从体外通过，于是产生了电流。

电鳗放电和新能源汽车的原理

电鳗通常是在遇到危险或者捕猎的时候放电，但是电鳗的放电原理基本上是一次性的，放过电之后仍然需要一定的时间才能在体内累积能量和离子。也就是说电鳗是不能持续放电的，而且一次放电完之后，都要给自己一定的时间来“充电”。显然这种原理是不适合用在新能源汽车中使用的，汽车总不能开一会停一会吧。而电动汽车的电池却是能够持续放电的，在汽车启动的时候不断有能源的补充。

电鳗放电的能量

那么我们是否能够收集电鳗的电，并且用于人类社会当中呢？电鳗进化出了发电的功能，显然是因为这样的技能能够提升生存的几率。

对于人们来说，如果要收集电鳗的电力，只能说毫无必要。人们获取能量的方式其实会比电鳗高级很多，就我们从新能源的使用来看，我们不管是利用太阳能、风能、潮汐能还是核能等方式获取能源都会比小小的电鳗来得更快。

毕竟电鳗的电也不是无中生有的，更多的还是从生物体本身的机理出发，从而累积的电。但是我们对能源的使用不仅规模更大，而且也更快，还具有一定的持续性。

未来如果人类研究出了可控核聚变，那么能源问题将得到极大的解决。

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电鳗那点电都是一次性释放的，然后需要一段时间恢复，汽车不烧油弄这么个玩意儿，怕是连动都动不了，况且得车上得装多大个鱼箱养电鳗啊，那这车到底是拉人还是拉电鳗呢？

现在纯电新能源电车，都是用化学电池作为主要能量来源，电池内部化学反应是缓慢进行的，因此可以较长时间地为汽车共用电力，或者是用“超级电容”那样物理形式的电池，也能维持一段时间放电，而电鳗则不行，电鳗产生电力是因为体细胞特殊，可以控制体内带电离子的流动，使得身体两边有一定的电势差，在遇到危险或者捕猎的时候，可以迅速地将带电离子返回原本所在的地方，这样就形成一过性的电流，电鳗放电最多可以释放800V电力，但是却是一过性的，细胞要再次移动体内离子，需要等待一段时间积累能量和离子。

电鳗这样的电力相比人类发明的各种能量获取方式，实在是太低端了。新能源的意义在于可以减少污染、减少化石能源的利用，目前已经在逐步地扩大太阳能、风能、潮汐能、系热能的应用，这些都可以持续地产生电力并网，送入千家万户，还有更科幻的新能源，比如可控核聚变，还有被称之为“第五能源”的节能技术 ，哪一个也比养电鳗强得多，目前虽然也有“养细菌”获取能源的技术，但是效率还很低，不足以应用于实际。用电鳗当电池驱动汽车，实在也不是好主意。

电鳗放电的原理，不管是从效率还是持续性，都比人类发明的电池、内燃机差得远，汽车是代步的工具，自然还是要考虑到稳定性的，生物能源目前不能大规模应用的原因之一就是不稳定。

电压高能等于能量多？你小时候做的尖端放电实验怎么来你不知道？况且靠生物获得能量更是夸夸其谈，植物的光合作用效率为1%，而且电鳗是第二营养级，从太阳处获得能量不过万分之一左右，况且它又把多少能量用来放电呀？！唯有之法，还是太阳能电池板，不过都是大量投入，极少量回报！化石能源用完之日，便是混乱之时，便是开战之始！

对各种新能源的研究，不过是过于乐观！风能、水能，在我们能量占比中，不过九牛一毛；更别提氢能，多为石油催化脱氢而来；提及新燃料电池，大功率下，电池本身就是巨大耗能器件呀！真是成事不足，败事有余；再提及各类新材料电池，真不能冠以节能之号，电能-化学能-电能的这一过程，简直就是让能量走向坟墓，能保全一半都是庆幸！所以，珍惜吧！正如《三体》推崇，可控核聚变，才是摆脱能源固限，扩张宇宙之法！

这是想做生物电池啊，可惜功率和持续时间达不到要求。想要驱动新能源汽车，参照混动轿车的标准，大致要驱动50kW的电动机才能满足低速行驶的要求。电鳗是由肌肉前体细胞转变而来组成放电器官，虽然平均放电电压高，可以达到300多伏，但释放的电流很微弱啊。

电鳗放电时的电流约1～2安培，而且是脉冲式的放电，也就是说大约提供1kW的瞬时放电而已。因放电的是细胞组成的器官，达不到燃料电池的持续能力，存在持续放电时电流还会下降的情况。电鳗每秒放电约50次，但连续放电10多秒就要休息才能恢复，恢复时间和能力还不一定。哪怕只把发电细胞以技术手段组成细胞发电团，怎样解决控制、生存和能量转换等问题是个大问题，还不如用内燃机。

不会直接用活电鳗吧？想要驱动新能源汽车，车上养的电鳗比车都要重很多倍，并且怎么听指挥进行放电都是个大问题。别人是一键启动，我们是坐电鳗旁呐喊助威，想想就醉了。

按照这个思路，可以考虑将雷电引下来，用于民生、和工业、高铁……。

就不要三峡发电站了。

这也是若干年前的初中考高中时的物理一道考试题。