听说过吗?“貌不惊人(rén)”的细菌可以产生清(qīng)洁的电力(lì)了,它们有可能成为未来清洁能源(yuán)的生产原料。
在细菌产(chǎn)生清洁能源的道路上,研究(jiū)员又(yòu)向(xiàng)成功迈进了一步(bù)。他们第一次成功地将九个生(shēng)物—太阳能电池连接(jiē)到(dào)了一(yī)个电池板上,之后电池板(bǎn)持续地发电,产生(shēng)了5.59微瓦的电(diàn)功率(lǜ)。这是单个生物—太阳能电池所(suǒ)能产生的(de)最大功(gōng)率。
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宾汉姆顿大学托马斯(sī)·沃森(sēn)工程与应用科学学院,电气和计(jì)算机(jī)工程专业(yè)助理(lǐ)教授Seokheun "Sean" Choi和他的论文合作者说道(dào):“一(yī)旦实用的生物—太阳能(néng)电池板(bǎn)生产(chǎn)出来,它将成为小型、无线(xiàn)遥测系统(tǒng)和偏远(yuǎn)地区(qū)无(wú)线传感器的(de)长(zhǎng)期、可靠的(de)动力来源(yuán)。”
Choi是论(lùn)文“Biopower generation in a microfluidic bio-solar panel”的作者,这篇论(lùn)文报道了这次(cì)的发现。Choi说道:“这次(cì)研究能够让(ràng)我们(men)很好地理(lǐ)解小微生物群(qún)中的胞外光合电子的转移过程,以便更好地控制微生(shēng)物(wù)环境,从而能够为我们的电池研究搭建一个多(duō)功能的平台。”
研(yán)究组(zǔ)用3x3的模式连接了九个(gè)完全相同的电(diàn)池来制(zhì)作一个可(kě)扩展、可(kě)堆叠的生物(wù)太(tài)阳能电池板。该(gāi)电池(chí)板中的(de)微生物通过光合作用(yòng)和呼吸(xī)作用,在每12小(xiǎo)时内的昼(zhòu)夜(yè)循环中连(lián)续产生了60多个(gè)小时的电(diàn)力(lì)。“生(shēng)物—太阳(yáng)能电(diàn)池的性能已(yǐ)经通(tōng)过小型化元器件和在(zài)电极(jí)板上(shàng)连(lián)接多个微型(xíng)电池等方(fāng)式得以显著提高。”报告说(shuō)道,“这些研究可能会(huì)让电池得到跨越式(shì)的进步,使电池(chí)得到持续且更大的(de)功(gōng)率(lǜ)或电(diàn)压,同时将生(shēng)物—太阳(yáng)能电(diàn)池技术从装置的局限中解(jiě)放出来,并向实际应用更进(jìn)一(yī)步。”
尽(jìn)管研究有了突破,但(dàn)该(gāi)电池仍然有很(hěn)大的(de)局限(xiàn)性(xìng)。居(jū)民房屋顶上以(yǐ)6x10式摆放的由(yóu)60个电池组成的“传统(tǒng)”太阳能电(diàn)极板(bǎn),能够在一段时间内产生大约200瓦的电力(lì)。然而该项研究(jiū)的电池用相似的组合模(mó)式,却只能产生0.00003726瓦的电力,所以它的效率还远远不够高,但这一发现打(dǎ)开了未来细菌(jun1)研(yán)究的(de)大门(mén)。
“这(zhè)是一次突破,它可以最大限度地提(tí)高(gāo)发电的容量/能源效率/可持续性。”Choi说道(dào),“目(mù)前我们还只是(shì)部分理解蓝(lán)藻和藻(zǎo)类(lèi)的代谢途径,他们的(de)低功率密度(dù)和低能效使得他们不适合应用于实际(jì)生产。我们(men)还需要一个(gè)关于(yú)细菌新陈代谢和其应(yīng)用于生物—太阳能领(lǐng)域的发电潜力的基础研究(jiū)。”