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新型藻類燃料電池改設(shè)計雙室系統(tǒng),效率提高 5 倍

   2018-02-06 科技新報

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核心提示:一種新的藻類燃料電池雖然短時間內(nèi)還無法為電網(wǎng)供電,但簡便的制程和低成本讓它們能應(yīng)用在發(fā)展中國家,比如陽光充足的非洲農(nóng)村。
 
一種新的藻類燃料電池雖然短時間內(nèi)還無法為電網(wǎng)供電,但簡便的制程和低成本讓它們能應(yīng)用在發(fā)展中國家,比如陽光充足的非洲農(nóng)村。

生物光伏(BPVs,也被稱為生物太陽能電池)電池逐漸成為一種環(huán)保、低成本的太陽能發(fā)電方法,這種電池利用藻類等微生物的光合特性(進(jìn)行光合作用時會于細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生電子)來將光轉(zhuǎn)換為電流。

目前,生物光伏電池都于單一腔室中同時具有采集電子、輸送電子到電路中兩種功能,當(dāng)藻類吸收陽光產(chǎn)生電子后,其中一些電子跑到細(xì)胞壁外就立即被注入電路中,但英國劍橋大學(xué)團(tuán)隊(duì)意識到,如果將這兩道程序分開,電池將能提高效率。

研究主要作者 Kadi Liis Saar 說,電池充電部件需暴露在陽光下(讓藻類行光合作用)才能高效充電,但電子轉(zhuǎn)移部件并不需要陽光,后者更該做的是如何將電子有效轉(zhuǎn)換成電流,于是他們設(shè)計出新的“雙室系統(tǒng)”,在該系統(tǒng)下,轉(zhuǎn)移電子的輸電室采用微流控技術(shù),于是電池的內(nèi)阻更低、電損耗更低了,電池功率密度比現(xiàn)有設(shè)備提高 5 倍,達(dá) 0.5 W / m 2 。

此外,電池于白天生產(chǎn)的能量也能保存起來,選擇于晚上或陰天時使用,對夜間照明系統(tǒng)可能頗有用途。雖然新的藻類燃料電池仍無法和傳統(tǒng)硅晶太陽能燃料電池相比,后者的功率密度是前者 10 倍,但藻類能源投資需求少、不用一次大量生產(chǎn),就算功率不足以為電網(wǎng)系統(tǒng)提供動力,也能在陽光充足的發(fā)展中國家(如非洲)、沒有電網(wǎng)系統(tǒng)的農(nóng)村地區(qū)發(fā)揮一己之力。

這項(xiàng)研究已發(fā)布在《自然能源》期刊。

New algae fuel cell design ramps up the efficiency

Decoupled algae-powered solar cell has promise for rural communities

(首圖來源:劍橋大學(xué))



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