生物光伏
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生物光伏
生物光伏(BPV)是一种发电技术,它使用含氧光自养生物或其部分来收集光能并产生电能。生物光伏器件是一种生物电化学系统或微生物燃料电池,有时也称为光微生物燃料电池或“活体太阳能电池”。在生物光伏系统中,水的光解产生的电子被转移到阳极。在阴极发生相对高电位的反应,由此产生的电位差驱动电流通过外部电路做有用的功。希望利用生物体(能够自我组装和自我修复)作为光收集材料,
生物光伏工作原理
与其他燃料电池一样,生物光伏系统分为阳极半电池和阴极半电池。在阳极半电池中使用了产氧光合生物材料,例如纯化的光系统或整个藻类或蓝藻细胞。这些生物能够利用光能来驱动水的氧化,并且该反应产生的一部分电子被转移到细胞外环境,在那里它们可以用来还原阳极。阳极室中不包括异养生物——电极还原由光合材料直接进行。相对于阳极的还原,阴极反应的更高电极电位驱动电流通过外部电路。在插图中,氧气在阴极被还原为水,但也可以使用其他电子受体。如果水被再生,则在电子流方面存在一个闭环(类似于传统的光伏系统),即光能是产生电能所需的xxx净输入。或者,电子可以在阴极用于产生有用化合物的电合成反应,例如将质子还原为氢气。
生物光伏系统的种类
生物光伏系统由它们使用的光收集材料的类型以及从生物材料到阳极的电子转移模式来定义。
效率
目前生物光伏器件的转换效率太低,无法按比例放大以实现平价上网。正在采用基因工程方法来增加光合生物的电流输出,以用于生物光伏系统。
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