Mikro-Photosynthese-Kraftzellen könnten die grüne Energiequelle für die nächste Generation sein | 2020

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Anonim

Es wird davon ausgegangen, dass saubere und umweltfreundliche kohlenstofffreie Energie die potenzielle Lösung für die Abschwächung und eventuelle Beseitigung der globalen Erwärmung darstellt. Die Hauptquelle sauberer Energie ist die Sonne, die stündlich mehr Energie an die Erde abgibt, als die Menschheit in einem Jahr verbraucht. Technologien, die Energie aus der Sonne gewinnen, sind daher für die weltweite Umstellung von Energiequellen auf umweltfreundliche Hilfsmittel von entscheidender Bedeutung. Dies ist ein großer Teil des Anreizes für das Forscherteam der Concordia-Universität, das eine effektive Methode zur Nutzung der Photosyntheseleistung von Algen entwickelt hat.

Sowohl die Photosynthese als auch die Atmung, die in Pflanzenzellen stattfinden, beinhalten Elektronentransferketten. Das Hauptkonzept beinhaltet das Einfangen dieser Elektronen, die von Blaualgen freigesetzt werden. Die Elektronentransferketten von Photosynthese und Atmung können die elektrische Energie von Blaualgen konstruktiv nutzen. Diese photosynthetische Kraftzelle besteht aus einer Anode, einer Kathode und einer Protonenaustauschmembran. Die Anodenkammer besteht aus Cyanobakterien und gibt von einem an der Kathode vorhandenen Redoxmittel Elektronen an die Elektrodenoberfläche ab. Eine externe Last wird angeschlossen, um die Elektronen zu extrahieren. Die hergestellte Zelle könnte eine Leerlaufspannung von 993 mV und eine Leistungsdichte von 36,23 uW / cm erzeugen2. Der ausführlichere Bericht ist im Journal verfügbar TECHNOLOGIE . Die Leistung der Leistungszelle kann erhöht werden, indem der Elektrodenabstand zwischen den beiden Elektroden der Protonenaustauschmembran verringert und die Zelle effizient ausgelegt wird.

Diese mikrofotosynthetischen Leistungszellen können erhebliche militärische und drahtlose Anwendungen mit sich bringen. Sie können auch eine gute Stromquelle für Bio-MEMS-Geräte sein. Die MEMS-Forscher stehen jedoch weiterhin vor der Herausforderung, Anoden-Kathoden-Kammern im kleinen Maßstab herzustellen, die zur Erzeugung der hohen Stromdichte und der hohen Leistungsdichte aus der Zelle geeignet sind. Natürlich muss viel Arbeit geleistet werden, um die Leistungszelle zu skalieren und diese kommerziell zu machen. Das Forscherteam von Optical Bio Micro Systems arbeitet daran, die Leistungszelle mit hoher Leistungsdichte und hoher Stromdichte auf wirtschaftliche Weise herzustellen.