劍橋大學利用藍綠藻開發「光合作用電池」

 

刊登日期:2022/7/21
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英國劍橋大學利用藍綠藻(Cyanobacteria)的光合作用,成功地僅使用自然光與水為微處理器持續供電半年以上。光合作用電池與3號電池大小相同,且是以光為能源,因此不會出現一般電池電量耗盡的狀況。此外,光合作用電池使用低價的普通材料,且幾乎都可回收再利用。

光合作用電池採用了集胞藻屬(Synechocystis)的藍綠藻,而藍綠藻是一種透過光合作用產生氧氣的細菌,同時也是造成水體優養化(Water Bloom)的原因。

劍橋大學在以鋁為陽極的透明塑膠容器中培養藍綠藻,並成功為微處理器提供藍綠藻生成的微弱電流。經證實,光合作用電池放置在有自然光並伴隨溫度變化的室內與半室外條件下,可連續發電半年以上。此外,藍綠藻在光合作用過程中會自行生成營養源,不需人工餵養,且在沒有光的情況下消耗營養源,因此即使在黑暗中亦可持續發電。

電流產生的機制包括了藍綠藻本身生成電子,或是容器中的鋁陽極因化學反應造成腐蝕而產生電子等2種可能性。然而在此次研究中,陽極未有明顯劣化,發電仍持續進行,因此研究人員認為是藍綠藻本身生成了大部分的電流。

雖然光合作用電池能擴大規模予以利用,但目前尚不足以供應一般家用所有電力。若是發展中國家的農村地區需要少量能源時,例如為環境感測器或手機充電,則可望發揮其效用。

此次利用藍綠藻開發的光合作用電池可望做為小型設備的可再生電力供應方法,而研究團隊也已發現能以更高效率產生電流的其他類型藻類,預期將可在5年內實現商業應用。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220622_biological-photovoltaic-cell.html
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