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剑桥大学藻类制氢取进展

时间:2018-02-12 07:58:13来源:中国氢能源网(翻译)

  据外国媒体报道:由剑桥大学研究人员开发的新型藻类动力燃料电池设计,其效率比现有的植物和藻类模型高5倍,并且可能更具成本效益,生产和实际使用价值。

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近年来,除了光伏发电装置外,生物光伏(BPVs,也被称为生物太阳能电池)已经成为一种环保且低成本的方法来收集太阳能并将其转化为电能。这些太阳能电池利用藻类等微生物的光合特性将光转换为可用于提供电力的能源形式。

BPVs光合作用期间,藻类产生电子,其中一些被输出到细胞外,从而为需要电力的设备提供电力。到目前为止,所有BPV都在一个细胞内进行充电(光捕获和电子发生)和功率输送(传输到电路),电子一旦分泌就会产生电流。

Nature Energy杂志上发表的一项新技术中,生物化学,化学和物理部门的研究人员合作开发了一种双室BPV系统,其中涉及太阳能电池操作的两个核心过程,即电子的生成转换成电力,是分别在两个细胞室中进行了。

化学系的Kadi Liis Saar解释道,充电和供电往往有相互矛盾的要求,例如,充电单元需要暴露在阳光下才能有效充电,而电力传输部分不需要暴露在光线下,而是应该有效地将电子转换成电流,损耗最小。建立一个双室系统允许研究人员独立地设计这两个单元,并向着两个方向优化系统。

该团队使用经过基因改造的藻类携带突变,使细胞在光合作用过程中将非生产性消耗的电荷量降至最低。之后团队进行了创新的设计,最终建立了功率密度为0.5 W / m2的生物光伏电池,是以前设计的五倍。虽然这只是传统太阳能燃料电池提供的功率密度的十分之一左右,但这些新的BPV具有一些吸引人的特点。

另外,分离能源生产和储存部件也有其他优势。电荷可以存储,而不必立即使用 - 这意味着电荷可以在白天产生,然后在夜间使用。

这项研究得到了Leverhulme Trust,工程和自然科学研究委员会以及欧洲研究委员会的支持。论文全文请参考:https://www.nature.com/articles/s41560-017-0073-0全书目信息:Saar, KL et al. Enhancing power density of biophotovoltaics by decoupling storage and power delivery. Nature Energy; 9 Jan 2018; DOI: 10.1038/s41560-017-0073-0

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