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藻類系統(tǒng)“變身”可再生生物光伏電池
日期:2022-05-13   [復制鏈接]
責任編輯:sy_shenlu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
英國研究人員使用一種廣泛存在的藍綠藻為微處理器持續(xù)供電了一年,過程中只使用環(huán)境光和水。該系統(tǒng)具有以可靠和可再生方式為小型設(shè)備供電的潛力。該研究近日發(fā)表在《能源與環(huán)境科學》雜志上。

該系統(tǒng)的大小與AA電池相當,包含一種稱為集胞藻的無毒藻類,可通過光合作用自然地從太陽中獲取能量,其產(chǎn)生的微小電流與鋁電極相互作用并用于為微處理器供電。

該系統(tǒng)由普通、廉價且大部分可回收的材料制成。這意味著它可以很容易地被復制數(shù)十萬次,作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分為大量小型設(shè)備供電。研究人員表示,它在處于離網(wǎng)情況下或在偏遠地區(qū)最為有用,在這些地方少量電力就可能產(chǎn)生很大益處。

該論文的聯(lián)合高級作者、英國劍橋大學生物化學系克里斯多福· 豪教授說:“不斷增長的物聯(lián)網(wǎng)需要越來越多的電力,我們認為這必須來自能夠產(chǎn)生能量的系統(tǒng),而不是像電池一樣簡單地儲存能量。”而且這個光合設(shè)備不會像電池那樣耗盡電量,因為它不斷地使用光作為能源。

在實驗中,該設(shè)備被證實可廣泛用于為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的微處理器供電。物聯(lián)網(wǎng)是一個龐大且不斷增長的電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò),每個設(shè)備只使用少量電力,通過互聯(lián)網(wǎng)收集和共享實時數(shù)據(jù)。使用低成本的計算機芯片和無線網(wǎng)絡(luò),數(shù)十億臺設(shè)備成為該網(wǎng)絡(luò)的一部分,從智能手表到發(fā)電站的溫度傳感器。到2035年,這一數(shù)字預計將增長到一萬億臺設(shè)備,需要大量的便攜式能源。

研究人員還解釋了該設(shè)備可在自然光和相關(guān)溫度波動下的家庭環(huán)境或半戶外條件下運行的原因。藻類不需要喂食,它在光合作用時會產(chǎn)生自己的食物,盡管光合作用需要光,但該設(shè)備甚至可在黑暗環(huán)境中繼續(xù)發(fā)電,這是因為藻類在沒有光的情況下會繼續(xù)處理一些食物,而這會持續(xù)產(chǎn)生電流。

【總編輯圈點】

物聯(lián)網(wǎng)供電的復雜性,其實遠超人們想象。現(xiàn)有的解決方案很多不再適用:首先使用鋰離子電池為數(shù)以萬億計的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電已被認為不切實際,因為它需要的鋰是全球每年生產(chǎn)量的3倍;其次傳統(tǒng)光伏設(shè)備在制造材料上還有值得商榷的問題;再者物聯(lián)網(wǎng)用電可能既要有非常寬的輸入范圍,又要保持很高的效率不能讓系統(tǒng)過熱。在這種情況下,科學家將目光投向了藻類光伏電池,其未必會成為主流方案,但它為長久使用中最大限度地提高性能,同時又將損耗最小化帶來更多選擇。

原標題:藻類系統(tǒng)“變身”可再生生物光伏電池 
 
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來源:科技日報
 
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