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英科学家发明细菌太阳能电池 白天夜晚24小时供电

  2017-12-05

英国研究人员宣布在生物太阳能电池研究领域获得突破,将蓝藻细菌当作墨水,像普通打印一样将其打印到导电碳纳米管上,制成一种生物太阳能电池板。这种生物太阳能电池板能够在白天和夜间同时发电,消除了传统太阳能电池对于太阳光的依赖。这个装置可以生物降解,从而可以作为一种理想的一次性太阳能电池。

帝国理工学院的Marin Sawa说道:“廉价、易获取、有益于环境、没有任何重金属和塑料的可降解电池,所有这些特点都是我们和我们的环境所需要的,而且我们的研究表明这项技术完全可以实现。”

蓝藻细菌对于地球上的所有居民(也包含我们人类在内)来说都是重要的生物体。它们是已经在地球上生活了数十亿年的光合生物。24.5亿年以前,生物体必须依靠硫酸盐获取所需要的能量。但是在大氧化事件期间,氧气首次成为地球大气层的重要成分,这表明蓝藻细菌已经开始借助阳光、水和二氧化碳来制造糖和氧气。(网易编辑注:大氧化事件,是指约26亿年前,大气中的游离氧含量突然增加的事件,其具体原因尚未探明)

Sawa和同事们现在已经表明蓝藻细菌可以用作一种墨水,而且使用一种普通的喷墨打印机将它打印到导电碳纳米管上。这些碳纳米管能够再次喷墨打印到一张纸上来蚀刻出简单的电池。这些细菌能够在这些过程中幸存下来并且继续在白天黑夜的循环中连续供应100小时的电能。

不过它们产生的电能并不多,9个连在一起的太阳能电池能够为数字钟或者LED闪光灯供能。但是已经足够得到一些应用,比如说装扮成壁纸的一次性环境传感器,或者用于监测糖尿病患者的纸质传感器等。

利用蓝藻细菌或者藻类将光线转变成电能的生物太阳能电池技术并未真正获得利用。成本、低输出和短寿命成为阻止这项技术实现大规模产业应用的障碍。但是英国研究人员宣称,他们发明的喷墨打印方式已经证实了这项技术大规模应用的潜能。

研究的合著者,伦敦帝国理工学院生命科学学院的Andrea Fantuzzi博士称:“纸质太阳能电池技术并不是要取代在大规模发电行业的传统太阳能电池技术,而是能够用作一种既能随意处理也能生物降解的供电方式。它们的低输出意味着它们更适合于那些对能量需求较低的环境,比如说环境传感器和生物传感器。”

目前的纸质生物太阳能电池单元只有手掌大小。下一步研究团队将在A4大小的纸上进行概念验证,来确定能够实现更大规模的电力输出。

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