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藻類系統(tǒng)也能“變身”成光伏電池 持續(xù)助力可再生能源發(fā)展

2022-05-17 09:12:13來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：93 評論

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導讀：近些年來，環(huán)境污染日趨嚴重，能源危機也日趨加劇。

　　資源與環(huán)境問題早已成為人類社會需要共同面臨的重大挑戰(zhàn)，尋找新的能源技術(shù)成為當務(wù)之急。并且隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在各個行業(yè)中得到了廣泛的應用，尤其是在電力行業(yè)中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也有效促進了電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。
 
　　物聯(lián)網(wǎng)是一個龐大且不斷增長的電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，從狹義上來說，物聯(lián)網(wǎng)指的是連接物體到物體的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)物品的智能化識別和管理；從廣義上看，可以將物聯(lián)網(wǎng)看做是信息空間與物理空間的融合，能夠?qū)⒁磺惺挛飻?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，并在物品之間、物品與人之間、人與現(xiàn)實環(huán)境之間實現(xiàn)高效信息交互方式，并通過新的服務(wù)模式使各種信息技術(shù)融入社會行為。
 
　　但同樣，不斷增長的物聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)生能量的系統(tǒng)，同時這種設(shè)備要能夠不斷地產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)化系統(tǒng)，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(lǐng)域可以構(gòu)建光微生物燃料電池，實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)化。
 
　　這些無毒藻類能夠通過光合作用產(chǎn)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(huán)境光和水的設(shè)備，被證實可廣泛用于為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的微處理器供電。物聯(lián)網(wǎng)這種龐大且不斷增長的電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，其實每個設(shè)備只需使用少量的電力，但隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量增多，越來越需要大量的便攜式能源。
 
　　藻類不需要喂養(yǎng)，它在光合作用時就會產(chǎn)生自己的食物，使得這種微處理器設(shè)備還可以在自然光和相關(guān)溫度波動下的家庭環(huán)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(xù)處理一些食物，從而持續(xù)產(chǎn)生電流，使得該設(shè)備還能夠在黑暗環(huán)境中繼續(xù)發(fā)電。不僅如此，該系統(tǒng)由普通、廉價且大部分可回收的材料制成，這意味著該系統(tǒng)很容易能夠被復制數(shù)十萬次，來作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分為大量小型設(shè)備供電。
 
　　近些年來，環(huán)境污染日趨嚴重，能源危機也日趨加劇。物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)情況或是偏遠地區(qū)這些少量電力的地方還可以產(chǎn)生很大的益處。
 
　　開展光合微生物在微生物燃料電池領(lǐng)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(shù)的發(fā)展，還可以提高污染物資源化程度，同時也為光合微生物產(chǎn)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(wǎng)、財聯(lián)社、知乎、知網(wǎng)等)
 
　　原標題：藻類系統(tǒng)也能“變身”成光伏電池 持續(xù)助力可再生能源發(fā)展
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