鉅大LARGE | 點擊量：742次 | 2021年09月29日
德科研人員研發(fā)生物基太陽能電池
德國魯爾-波鴻大學（RUB）研究人員已經開發(fā)出一種生物基太陽能電池。它們嵌入兩種蛋白質光系統(tǒng)1和2在植物中負責光合用途，進入復雜分子內部開發(fā)從而出現(xiàn)一種有效的電子電流。
以來自分析化學及電化學科學系中心（CES）DrWolfgangSchuhmann教授和來自植物生物化學系DrMatthiasRogner教授為主的研究小組已經在“應用化學”上發(fā)表了一份報告。
光系統(tǒng)1和2在葉子上能夠有效的利用光能，這要把二氧化碳轉化為氧氣和生物質。從另一方面講Bochum研究人員基于生物的太陽能電池是要出現(xiàn)電力而不是生物質。Rogner教授的團隊從生活在日本溫泉的嗜熱藍藻中分離出兩個光系統(tǒng)。
由于它們的棲息地和行為，它們的光系統(tǒng)比在不極端的環(huán)境條件下生存的物種的蛋白質更穩(wěn)定。Schuhmann教授的研究小組研發(fā)出復雜的電子導電材料，也被稱為氧化還原水凝膠。研究者將光系統(tǒng)嵌入進這些水凝膠，以便將它們連接到光伏電池的電極。
生物基太陽能電池的結構
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該電池是由兩個腔室組成。在第一腔室中蛋白質光系統(tǒng)2從水分子中提取電子，從而出現(xiàn)氧氣。第一腔室中的電子通過氧化還原水凝膠遷移到電極，該電極連接到第二腔室中的電極。
第二腔室中的電極經由光系統(tǒng)1上不同氧化還原水凝膠傳導電子。在那里電子傳遞給氧然后生成水。然而只有依靠光能光系統(tǒng)的這些過程才能進行。因此在暴露在光線下，封閉系統(tǒng)內將出現(xiàn)持續(xù)的電流。
提高效率
為了將太陽能轉換成電能，兩個電極之間必須有電位差。Bochum研究人員已經通過不同潛在的氧化還原水凝膠建立這種差異。這種潛在差異決定了生物太陽能電池的電壓，最終影響它的效率。目前，生物基太陽能電池每平方厘米的效率為幾個納瓦。
“該系統(tǒng)可以被認為半人工發(fā)展的一個藍圖，其中光合用途中的自然光系統(tǒng)用于光驅動出現(xiàn)類似于氫氣的二次能源載體?！盧ogner教授說。
