鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:795次 | 2020年07月18日
NRL:獲太陽(yáng)能微生物燃料動(dòng)力電池專(zhuān)利
據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道:NRL生物分子科學(xué)和工程中心已經(jīng)獲得了美國(guó)有關(guān)完全由太陽(yáng)能和微生物驅(qū)動(dòng)的自組裝、自修復(fù)且獨(dú)立的微生物光電化學(xué)太陽(yáng)能電池的專(zhuān)利。
太陽(yáng)能微生物燃料動(dòng)力電池(SMFC)是基于非半導(dǎo)體的系統(tǒng),通過(guò)使用密封于燃料動(dòng)力電池中的微生物消耗反應(yīng)物來(lái)出現(xiàn)電力,其反應(yīng)物(葡萄糖和氧)則由另一組微生物通過(guò)光合用途固定二氧化碳和水在燃料動(dòng)力電池內(nèi)部再生。這種相互依賴(lài)的共生關(guān)系,使得電池可以在日光下長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電,長(zhǎng)達(dá)幾千小時(shí),而不需補(bǔ)充微生物燃料動(dòng)力電池反應(yīng)物。
生物/分子科學(xué)與工程中心研究化學(xué)家LennyTender博士表示,自然光合系統(tǒng),如樹(shù)木和藻類(lèi)由于自我修復(fù),從而高度耐用;團(tuán)隊(duì)將光合生物與自組裝和自我維持的微生物燃料動(dòng)力電池(BMFC)結(jié)合起來(lái),以實(shí)現(xiàn)耐用的光電化學(xué)太陽(yáng)能電池。
BMFC通過(guò)下側(cè)水中的氧(氧化劑)氧化存在于沉積物孔隙的有機(jī)物質(zhì)(燃料)出現(xiàn)電力,并且通過(guò)外部電路連接到位于上側(cè)水中的陰極,其中,陽(yáng)極由海洋沉積物組成。與開(kāi)放的基于海洋的BMFC發(fā)電機(jī)不同,SMFC設(shè)備不要來(lái)自沉積物和海水的持續(xù)流動(dòng)來(lái)保持發(fā)電,而是循環(huán)利用封裝在單元內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)來(lái)再生反應(yīng)物。
當(dāng)二氧化碳積聚和上側(cè)水中的氧氣消耗時(shí),在較淺的沿海環(huán)境中獲得的微生物得以加速繁殖,這些生物使用太陽(yáng)能將電極產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為葡萄糖和氧氣,這可以在電極反應(yīng)中被重新利用。
SMFC將能量?jī)?chǔ)存與電力輸出相結(jié)合,當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí),光合用途將導(dǎo)致燃料和氧化劑的出現(xiàn),其中一些可以立即用于出現(xiàn)電力,而當(dāng)沒(méi)有太陽(yáng)時(shí),剩余部分積累用于以后使用。這一理想過(guò)程,無(wú)需電容器或電池存儲(chǔ)設(shè)備。
SMFC可以串聯(lián)組成電堆以新增電壓,并且可以為當(dāng)前使用常規(guī)光伏電源的任何設(shè)備供電。但是,還需進(jìn)一步解決限制因素以完成商業(yè)化。
太陽(yáng)能微生物燃料動(dòng)力電池的專(zhuān)利由美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局(USPTO)公布,專(zhuān)利名為Methodandapparatusforgeneratingelectricalpowerusingsunlightandmicroorganisms,專(zhuān)利號(hào):#9531027。