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  • 藻類系統也能“變身”成光伏電池 持續助力可再生能源發展

    資源與環境問題早已成為人類社會需要共同面臨的重大挑戰,尋找新的能源技術成為當務之急。并且隨著社會經濟的快速發展,物聯網技術也在各個行業中得到了廣泛的應用,尤其是在電力行業中應用物聯網技術,也有效促進了電力行業的現代化發展。

    物聯網是一個龐大且不斷增長的電子設備網絡,從狹義上來說,物聯網指的是連接物體到物體的網絡,能夠實現物品的智能化識別和管理;從廣義上看,可以將物聯網看做是信息空間與物理空間的融合,能夠將一切事物數字化、網絡化,并在物品之間、物品與人之間、人與現實環境之間實現高效信息交互方式,并通過新的服務模式使各種信息技術融入社會行為。

    但同樣,不斷增長的物聯網也需要越來越多的電力,并且這種電力不能夠像電池一樣只是簡單地儲存能量,這種電力必須來自能夠產生能量的系統,同時這種設備要能夠不斷地產生能量,不會像電池那樣耗盡電量。

    光合微生物燃料電池無疑是能夠符合這種要求的,它能夠利用光能進行光合作用引起電子傳遞,從而產生電能。集胞藻是一種單細胞藍藻,能夠進行放氧型光合作用,具備天然的DNA轉化系統,是廣泛用于光合作用的藍藻生物學研究的重要模式。單細胞藻類這種光合微生物應用于微生物燃料電池領域可以構建光微生物燃料電池,實現光能到電能的轉化。

    這些無毒藻類能夠通過光合作用產生微小電流,并與鋁電極相互作用并用于為微處理器供電。在英國研究人員的驗證下,這種在過程中僅使用環境光和水的設備,被證實可廣泛用于為物聯網設備的微處理器供電。物聯網這種龐大且不斷增長的電子設備網絡,其實每個設備只需使用少量的電力,但隨著物聯網設備的數量增多,越來越需要大量的便攜式能源。

    藻類不需要喂養,它在光合作用時就會產生自己的食物,使得這種微處理器設備還可以在自然光和相關溫度波動下的家庭環境或半戶外條件下運行。并且由于藻類在沒有光的情況下還會繼續處理一些食物,從而持續產生電流,使得該設備還能夠在黑暗環境中繼續發電。不僅如此,該系統由普通、廉價且大部分可回收的材料制成,這意味著該系統很容易能夠被復制數十萬次,來作為物聯網的一部分為大量小型設備供電。

    近些年來,環境污染日趨嚴重,能源危機也日趨加劇。物聯網供電的復雜性,使科學家們將目光投向藻類光伏電池,這種光伏電池在離網情況或是偏遠地區這些少量電力的地方還可以產生很大的益處。

    開展光合微生物在微生物燃料電池領域的研究不僅促進了生物電化學及分子生物學等交叉學科理論和技術的發展,還可以提高污染物資源化程度,同時也為光合微生物產電性能的逐步提高提供了有力支撐,其應用也將愈加廣泛!

    (資料參考來源:科技日報、中國科學網、財聯社、知乎、知網等)

    關鍵詞: 光合作用 燃料電池 光合微生物

    來源:化工儀器網
    編輯:GY653

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