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中科院微生物所創(chuàng)建新生物光伏系統(tǒng)
日期:2019-10-11   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:simaran_sxj 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:中科院研究院創(chuàng)建新生物光伏系統(tǒng),其最大功率密度達(dá)到150 mW/m2,并且可以穩(wěn)定輸出。該研究為提高了生物光伏(BPV)光電轉(zhuǎn)化效率奠定了重要基礎(chǔ)。

中科院微生物所研究人員設(shè)計(jì)并創(chuàng)建了一個(gè)具有定向電子流的合成微生物組,解決了藍(lán)藻直接產(chǎn)電活性微弱的問(wèn)題,提高了生物光伏(BPV)光電轉(zhuǎn)化效率。相關(guān)成果近日在線發(fā)表于《自然—通訊》。

隨著能量轉(zhuǎn)化效率的不斷提升和制造成本的不斷降低,全球太陽(yáng)能光伏裝機(jī)容量累計(jì)已超過(guò)500 GW。但部分光伏材料含有毒元素,廢棄太陽(yáng)能電池板總量大且難以回收,此外,光伏器件制造過(guò)程涉及有毒有害化學(xué)品的使用。

研究者創(chuàng)建的合成微生物組由一個(gè)能夠?qū)⒐饽軆?chǔ)存在D—乳酸的工程藍(lán)藻和一個(gè)能夠高效利用D—乳酸產(chǎn)電的希瓦氏菌組成。藍(lán)藻吸收光能并固定CO2合成能量載體D—乳酸,希瓦氏菌氧化D—乳酸進(jìn)行產(chǎn)電,由此形成一條從光子到D—乳酸再到電能的定向電子流,完成從光能到化學(xué)能再到電能的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。

研究人員克服了兩種微生物之間生理不相容的問(wèn)題,創(chuàng)建的雙菌生物光伏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的功率輸出,其最大功率密度達(dá)到150 mW/m2,比目前的單菌生物光伏系統(tǒng)普遍提高10倍以上。采用連續(xù)流加培養(yǎng)方式,該雙菌生物光伏系統(tǒng)可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)40天以上的功率輸出。該研究打破了人們對(duì)生物光伏效率和壽命難以提高的固有認(rèn)識(shí),為進(jìn)一步提升BPV光電轉(zhuǎn)化效率奠定了重要基礎(chǔ)。 

原標(biāo)題:中科院微生物所創(chuàng)建新生物光伏系統(tǒng)
 
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