作者：帕特里克·莱杰坦尼 , 康科迪亚大学
从化石燃料过渡到更可持续的能源生产至关重要。这就是为什么康科迪亚大学的一组研究人员正在寻找一种潜在的能源，它不仅不产生碳排放，而且在工作时还能去除碳：藻类。
光学生物微系统实验室的研究人员最近在该杂志上发表了一篇关于该主题的新论文 能源 。在其中，他们描述了从悬浮在特殊溶液中并装在小型电池中的藻类的光合作用过程中提取能量的方法。如果配置正确，这些电池可以产生足够的能量来为物联网 (IoT) 传感器等低功耗和超低功耗设备供电。
“微型光合作用电池的想法是提取光合作用过程中产生的电子，”现任卡尔加里大学 Mitacs 博士后助理的 Kirankumar Kuruvinashetti 博士说。
“光合作用产生氧气和电子。我们的模型捕获电子，从而使我们能够发电。因此，它不仅是一种零排放技术，而且是一种负碳排放技术：它吸收大气中的二氧化碳并为您提供电流。它唯一的副产品是水。”
昼夜发电
微型光合电池由由蜂窝状质子交换膜隔开的阳极室和阴极室组成。研究人员在膜的两侧制作了微电极，以收集藻类在光合作用过程中释放的电荷。每个室的尺寸仅为 2 厘米 x 2 厘米 x 4 毫米。
藻类悬浮在阳极室的两毫升溶液中，而阴极则充满铁氰化钾（一种电子受体）。一旦藻类进行光合作用并开始释放电子，电子将通过膜的电极收集并传导，从而产生电流。
与此同时，质子将穿过膜进入阴极并引起氧化，导致亚铁氰化钾还原。
博士解释说，这个过程在没有阳光直射的情况下也可以进行，尽管强度较低。候选人兼论文合著者 Dhilippan Panneerselvam。
Panneerselvam 说：“就像人类一样，藻类也在不断呼吸，但它们会吸收二氧化碳并释放氧气。由于它们的光合作用机制，它们也会在呼吸过程中释放电子。发电不会停止。电子会不断被收获。”
机械、工业和航空航天工程系教授、该论文的通讯作者 Muthukumaran Packirisamy 承认，该系统在发电方面尚无法与光伏电池等其他系统竞争。单个微型光合电池的最大可能端电压仅为1.0V。
但他相信，通过足够的研究和开发，包括人工智能辅助的集成技术，该技术有潜力成为未来可行的、负担得起的清洁能源。
他说，与其他系统相比，它还具有显着的制造优势。
Packirisamy 补充道：“我们的系统不使用光伏电池所依赖的硅制造技术所需的任何有害气体或微纤维。此外，处理硅计算机芯片并不容易。我们使用生物相容性聚合物，因此整个系统很容易可分解且制造成本非常低。”
更多信息： Kirankumar Kuruvinashetti 等人，用于能量收集的微型光合动力电池阵列：仿生建模、测试和验证， 能源 （2024）。 DOI：10.3390/en17071749
期刊信息： 能源
由...提供 康科迪亚大学
