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新しいグリーンエネルギーシステム

28.09.2019

中国科学院微生物学研究所の研究者は、40 種類の細菌を組み合わせて新しい生物光起電力 (BPV) システムを作成しました。このシステムは XNUMX 日以上安定して動作し、新しい BPV 耐久性記録を打ち立てます。

バイオ太陽光発電 (BPV) は、生物学的光合成物質 (主に生きた光合成微生物) を使用して太陽エネルギーを電気に変換する新しいグリーンエネルギー技術です。 BPV は、太陽光発電材料の毒性を考えると、半導体太陽光発電 (PV) システムよりも環境にやさしく、費用対効果が高い可能性があります。

ただし、最新の BPV システムの電力密度は一般的に低いままです。光合成微生物は、細胞外に電子を移動する能力が弱いです。この問題を解決するために、研究者は XNUMX 種類の細菌の微生物群集を作成しました。

この微生物の「コンソーシアム」は、光合成シアノバクテリアと細胞外電気発生性シェワネラ菌で構成されています。 Exoelectrogenic 細菌は、空気のない環境での生活に適応した嫌気性微生物の一種です。そのような細菌が酸素原子を放出すると、正電荷を受け取ります。シアノバクテリアとシェワネラの間の指向性エネルギー伝達を担うエネルギー担体として、研究者はD-乳酸、乳酸を選択しました。

新しいシステムでは、シアノバクテリアは太陽エネルギーを「捕獲」し、二酸化炭素分子を固定してD-乳酸を合成しますが、シェワネラ菌はD-乳酸を酸化することによって電気を生成し、それによって光子からD-乳酸へ、そして電気への制限された電子の流れを作り出します. . .

遺伝子操作だけでなく、メディアやデバイスの操作によって、これら 40 つの完全に異なる生物が効果的に連携することができます。実験によると、新しい BPV システムは 135 mW/m2 の平均エネルギー強度レベルで XNUMX 日以上安定して動作できることが示されています。これは、BPV システムの中で最長の実行時間と電力レベルです。

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