細(xì)菌電池，未來(lái)清潔能源領(lǐng)域的“黑馬”？

2016-04-22 京球電池

聽說(shuō)過嗎？“貌不驚人”的細(xì)菌可以產(chǎn)生清潔的電力了，它們有可能成為未來(lái)清潔能源的生產(chǎn)原料。

在細(xì)菌產(chǎn)生清潔能源的道路上，研究員又向成功邁進(jìn)了一步。他們第一次成功地將九個(gè)生物—太陽(yáng)能電池連接到了一個(gè)電池板上，之后電池板持續(xù)地發(fā)電，產(chǎn)生了5.59微瓦的電功率。這是單個(gè)生物—太陽(yáng)能電池所能產(chǎn)生的最大功率。

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賓漢姆頓大學(xué)托馬斯·沃森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院，電氣和計(jì)算機(jī)工程專業(yè)助理教授Seokheun "Sean" Choi和他的論文合作者說(shuō)道：“一旦實(shí)用的生物—太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)出來(lái)，它將成為小型、無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)和偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)線傳感器的長(zhǎng)期、可靠的動(dòng)力來(lái)源。”

Choi是論文“Biopower generation in a microfluidic bio-solar panel”的作者，這篇論文報(bào)道了這次的發(fā)現(xiàn)。Choi說(shuō)道：“這次研究能夠讓我們很好地理解小微生物群中的胞外光合電子的轉(zhuǎn)移過程，以便更好地控制微生物環(huán)境，從而能夠?yàn)槲覀兊碾姵匮芯看罱ㄒ粋€(gè)多功能的平臺(tái)。”

研究組用3x3的模式連接了九個(gè)完全相同的電池來(lái)制作一個(gè)可擴(kuò)展、可堆疊的生物太陽(yáng)能電池板。該電池板中的微生物通過光合作用和呼吸作用，在每12小時(shí)內(nèi)的晝夜循環(huán)中連續(xù)產(chǎn)生了60多個(gè)小時(shí)的電力。“生物—太陽(yáng)能電池的性能已經(jīng)通過小型化元器件和在電極板上連接多個(gè)微型電池等方式得以顯著提高。”報(bào)告說(shuō)道，“這些研究可能會(huì)讓電池得到跨越式的進(jìn)步，使電池得到持續(xù)且更大的功率或電壓，同時(shí)將生物—太陽(yáng)能電池技術(shù)從裝置的局限中解放出來(lái)，并向?qū)嶋H應(yīng)用更進(jìn)一步。”

盡管研究有了突破，但該電池仍然有很大的局限性。居民房屋頂上以6x10式擺放的由60個(gè)電池組成的“傳統(tǒng)”太陽(yáng)能電極板，能夠在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大約200瓦的電力。然而該項(xiàng)研究的電池用相似的組合模式，卻只能產(chǎn)生0.00003726瓦的電力，所以它的效率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠高，但這一發(fā)現(xiàn)打開了未來(lái)細(xì)菌研究的大門。

“這是一次突破，它可以最大限度地提高發(fā)電的容量/能源效率/可持續(xù)性。”Choi說(shuō)道，“目前我們還只是部分理解藍(lán)藻和藻類的代謝途徑，他們的低功率密度和低能效使得他們不適合應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。我們還需要一個(gè)關(guān)于細(xì)菌新陳代謝和其應(yīng)用于生物—太陽(yáng)能領(lǐng)域的發(fā)電潛力的基礎(chǔ)研究。”