“细菌电池”研发成功!巧妙利用生物电,一次连续发电数周

2022年06月27日13:41:11 科学 1833

听说过锂电池、氢燃料电池铝电池、铅电池等等,你听说过生物电池么?近期宾汉姆顿大学开发了一款由三层细菌构成的生物电池,真让笔者感叹一声活久见。这种生物电池利用的是太阳能,发出的电可以为物联网设备提供几周的电能。之前宾汉姆顿大学教授Seokheun Choi研究生物电池多年,提供的电只能供电几个小时,根本不够用,现在这种三层细菌组成生物电池的方式,通过结构的优化大大提升了供电的时长,这样物联网设备是完全够用的。

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到底是通过什么方式突破的呢?

Choi教授研究细菌生物电池很多年了,但细菌电池提供的电能只有几个小时困扰了教授很多年。可能是基于近年来新能源电池更新换代的一种提示,教授开始在结构设计上做文章。细菌生物电池共分三层,最上面一层是用来进行光合作用的,最底下一层则是把太阳能转化为电能。就是通过结构设计上的提升,才导致发电量的质的提升

新升级的细菌电池中,让不同的细菌各司其职,让我们看到了生物电池更多的可能性。从新能源电池近几年的升级可以预测,未来科学家通过结构上的调整,很有可能还会得到更大的突破。一个新思路可以帮助科学家在短期内获得过去多年无法得到的突破,听起来有些匪夷所思,但是却真的发生了。

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新能源电池是如何更新换代的?

早期新能源电池比拼的是化学性能,最后大家公认锂电池要优于其他类型的电池,之后拼的就是结构设计的升级。比如宁王近期发布的麒麟电池,续航里程可以轻松突破1000公里,依靠的就是结构上设计上的不断升级。从一代的50%的体积利用率直接提升到72%,整体电池发生了变化,但里面的小电池跟之前还是一样。

不知道是不是在新能源电池的启示下,细菌生物电池通过结构上的设计调整后,确实获得了质的飞跃。未来细菌电池如果想获得进一步的提升,大概率还是要在结构设计上做文章。其实细菌电池并不是最早的生物电池,早在细菌电池诞生之前,就有科学家尝试过用生物做电池供电,它是一种蓝藻电池

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一种植物供电的生物电池

只需要阳光和水,就可以超6个月不间断的供电,这是一种叫蓝藻的植物制成的电池。去年英剑桥大学一位科学家,在家里的窗户旁设置了一款由藻类电池供电的计算机设备。这是有生物参与的光伏电池,大小与普通的AA电池差不多大,表面有塑料和光质外壳。负责发电的藻类是一种隶属于集胞藻属的一种蓝藻。

至于蓝藻电池为什么能产生电能,Paolo Bombelli主导的研究团队提出了两种不同的假设,正是基于这两种假设展开的研发。一种是生物电化学模型,蓝藻自身产生电子通过细胞膜转移到铝阳极从而产生电流;一种是电化学模型,通过微生物为铝阳极氧化或释放电子创造了合适的条件。

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写在后面

能源问题一直是全球各国都在关注的问题,各国都为此进行了各种各样的尝试,为了保障国家的能源安全,必须要追求能源的多元化。我国不只是有火力厂,还有风能、水能、太阳能,在这个基础上还大力发展核电能。有网友质疑,核电站爆炸那么恐怖,为什么还要大力发展核电呢?

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其实核电技术已经非常成熟,没有普通人认为的那么恐怖!普通人对于核电有误解,主要还是源于一些影像资料的影响。其实核电被认为是全球能源的未来,它具有高效、清洁、可循环使用等多种优势,只要合理使用,是非常理想的能源。并且在航空航天领域,核电还拥有不可替代的地位。

蓝藻电池、细菌电池等生物电池的问世,让咱们的能源看到了更多新的可能。这些生物电池拥有可以反复循环使用、清洁等更多的优势,也是符合能源多元化的理念的。相信有了结构优化理念的指导,未来细菌生物电池还有机会获得更大的突破!

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“细菌电池”研发成功!巧妙利用生物电,一次连续发电数周

“细菌”发电?宾汉姆顿大学宣布好消息,能提供几周的电能

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