下周,世界各国领导人将齐聚法国参加2015年联合国气候变化会议,而在会议上,全球变暖将是一个热议的话题;为了有效限制气候改变,专家们表示,最迟在本世纪末我们就需要实现碳中(净温室气体零排放),为了达到这一目标,我们对化石燃料的依赖必须逆转,但什么能源可以取而代之呢?
近日,一项刊登在国际杂志Technology上的研究论文中,来自美国协和大学(Concordia University)的研究人员就在文章中回答了这一问题,研究者Muthukumaran Packirisamy就在文章中描述了他们的最新研究成果,即通过一种蓝藻的呼吸和光合作用来发电。在植物细胞中发生的呼吸作用和光合作用都涉及了电子传递链,研究者通过在蓝藻光合作用和呼吸期间进行电子的捕获,从而产生电能。
蓝藻又称为蓝细菌,其是地球上存在的最为繁荣的微生物,其可以将几乎所有纬度范围的地区作为栖息地;研究者指出,我们开发了一种新型技术,其可以更加便携地为我们制造无碳能源,这项发明目前仍然处于早期研究阶段,后期还需要进行大量工作来通过扩大电池能源来进行商业用途。
当前光合作用的能量电池只是在小范围内存在,其由正极、负极和质子交换膜组成,蓝藻就被置于阳极室里,随着蓝藻进行光合作用,期就会释放电子通过电极表面,外部负载就可以直接连接到电池设备上来吸收电子并且产生能量。最后研究者希望,这种微型的光合能量电池未来能够有较广泛的应用,比如为手提电话和电脑供电等,抑或者有一天可以为全世界供电。
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Micro photosynthetic power cell for power generation from photosynthesis of algae
Mehdi Shahparnia et al.
Devices such as solar and fuel cells have been studied for many decades and noticeable improvements have been achieved. This paper proposes a Micro Photosynthetic Power Cell (μPSC) as an alternative energy-harvesting device based on photosynthesis of blue-green algae. The effect of important biodesign parameters on the performance of the device, such as no-load performance and voltage–current (V–I) characteristics, were studied. Open-circuit voltage as high as 993 mV was measured while a peak power of 175.37 μW was obtained under an external load of 850 Ω. The proposed μPSC device could produce a power density of 36.23 μW/cm2, voltage density of 80 mV/cm2 and current density of 93.38 μA/cm2 under test conditions.