细菌太阳能电池,白天夜晚24小时供电
英国研究人员宣布了生物太阳能电池研究的一项突破,使用蓝细菌作为墨水,将其印刷在导电碳纳米管上,就像普通印刷一样,制成生物太阳能电池板。生物太阳能电池板可以在白天和晚上同时发电,消除了传统太阳能电池对阳光的依赖。
这种装置可以生物降解,因此可以用作理想的一次性太阳能电池。
帝国理工学院的马林·萨瓦(Marin Sawa)说:“可生物降解的电池便宜、易得、环保、不含任何重金属和塑料,所有这些都是我们和我们的环境所需要的,我们的研究表明这项技术可以完全实现。”
蓝细菌是地球上所有居民(包括我们人类)的重要生物。它们是光合生物,已经在地球上生活了数十亿年。24.5亿年前,生物必须依靠硫酸盐来获得所需的能量。然而,在大氧化事件期间,氧气第一次成为地球大气的重要组成部分,这表明蓝细菌已经开始利用阳光、水和二氧化碳来生产糖和氧气。(网易编者按:大氧化事件是指大约26亿年前大气中游离氧含量突然增加,具体原因尚未得到证实)
Sawa和他的同事现在已经证明,蓝细菌可以作为一种墨水,用普通的喷墨打印机打印在导电的碳纳米管上。这些碳纳米管可以再次喷墨打印到一张纸上,以蚀刻一个简单的电池。这些细菌可以在这些过程中存活,并在一天一夜的循环中持续供电100小时。
然而,它们不发电。九个连接在一起的太阳能电池可以为数字钟或发光二极管闪光灯供电。但这足以得到一些应用,如伪装成壁纸的一次性环境传感器或用于监测糖尿病患者的纸质传感器。
利用蓝细菌或藻类将光转化为电的生物太阳能电池技术并没有真正得到利用。成本低、产量低、寿命短已成为该技术大规模工业应用的障碍。但是英国研究人员声称,他们发明的喷墨打印方法已经证明了这项技术大规模应用的潜力。
这项研究的共同作者、伦敦帝国理工学院生命科学学院的安德里亚·范图齐博士说:“纸太阳能电池技术并不是要在大规模发电行业取代传统的太阳能电池技术,而是可以作为一种供电方式,可以随意处理和生物降解。它们的低输出意味着它们更适合那些能量需求较低的环境,如环境传感器和生物传感器。”
目前,纸生物太阳能电池单元只有一个手掌大小。下一步,研究小组将在A4纸上进行概念验证,以确定它是否能实现更大规模的功率输出。
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