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美大学研发新型生物太阳能电池 :功率密度最高运行时间最长


时间:2017-10-20 作者:寂寂
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仪商讯:最近,美国宾厄姆顿大学和纽约州立大学研究人员组成的一个研究团队已经研发出一种新型生物太阳能电池,据悉,它比现有的同类电池具有更高的功率密度,且工作时间更长。研究团队负责人Seokheun Choi称,这种电池将专门为医疗诊断设备的芯片供能。

对于小型电子器件、生物传感器、医疗传感器来说,其供电系统需要一种独立的清洁能源作为能量来源,而小型化的生物太阳能电池(简称micro-BSCs)是一种非常具有吸引力的选择。生物太阳能电池中的光和微生物是发电的关键,而且这种微生物能够实现自我组合和自我维持。




Choi在发表于《芯片实验室》杂志上的一篇论文中解释称,生物太阳能电池的潜能尚未被挖掘出来,因为目前已经打造出来的micro-BSCs所输出的电流密度尚处于纳瓦/平方厘米的范围,无法满足微流体装置的需求,它们也只能够持续工作几个小时。

Choi的团队为他们的太阳能电池设计了新的结构,而且打造出一种新的生物太阳能电池系统,它输出电流的密度已经超过目前所有的micro-BSC系统,最大输出能够达到43.8微瓦/平方厘米 ,更值得注意的是它在白天的输出为18.6微瓦/平方厘米 ,夜间的输出为11.3微瓦/平方厘米 ,而且能够连续工作20天左右。也就是说,在现有的微型生物太阳能电池中,这种微型太阳能电池可产出最高的功率密度以及最长的运行时间。

这种生物太阳能电池使用的是一种藻青菌,这是一种已经在地球上存活了25亿年的单细胞植物。这种生物生活在淡水中,它能够在白天通过光合作用产生能量,夜间则通过生物酶存储的葡萄糖降解产生能量。这种藻青菌趋向于长成生物膜,它们能够自发组织成为群体,这种生物膜有时候是非常令人讨厌的。

Choi的团队在碳纤维布料上培育这种生物膜,布料上涂抹的导电材料能够作为太阳能电池的阳极。Choi和他的学生使用了一种透气而且透明的硅橡胶膜作为电池的外衣。他们打造的这款生物太阳能电池只有90微升,而且不需要添加任何额外的燃料。

Choi宣称:“这种生物太阳能电池的问世将使生物光能转换技术突破了概念研究的限制,并且这项技术的进步意味着它不仅能够应用于诊断学设备的能量供给,而且能够在资源有限的环境或者偏远区域实现独立工作和自我维持。”


关键词:太阳能 电池 芯片实验室 传感器    浏览量:1157

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