研究人員開發(fā)壁紙生物太陽能電池板

研究人員將生活的藍(lán)藻和電路印在紙上，創(chuàng)造了一個(gè)二合一的太陽能生物電池和太陽能電池板。

藍(lán)藻是光合微生物，已在地球上存在數(shù)十億年。它們被認(rèn)為是地球大氣富氧的主要原因。

現(xiàn)在，一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明藍(lán)藻可以用作墨水，并以精確的圖案從噴墨打印機(jī)打印到導(dǎo)電碳納米管上，導(dǎo)電碳納米管也噴墨打印在紙上。研究小組表明，藍(lán)細(xì)菌在印刷過程中幸存下來并能夠進(jìn)行光合作用，因此可以在100小時(shí)內(nèi)收獲少量電能。

以這種方式制造的生物太陽能電池板，大約是iPad的尺寸，可以為簡單的數(shù)字時(shí)鐘供電，在單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)中，可以為小型LED燈泡供電。

來自倫敦帝國理工學(xué)院，劍橋大學(xué)和中央圣馬丁學(xué)院的研究人員表示，他們的突破可能會(huì)導(dǎo)致新型電子設(shè)備由紙張和印刷的光合細(xì)菌制成。這些可包括集成到基于紙張的傳感器中的一次性電源，用于監(jiān)測患有糖尿病的患者或類似壁紙的裝置，但實(shí)際上是用于監(jiān)測家中空氣質(zhì)量的環(huán)境傳感器。

來自倫敦帝國理工學(xué)院化學(xué)工程系的合著者M(jìn)arin Sawa博士說：“我們認(rèn)為我們的技術(shù)可以有一系列應(yīng)用，例如在環(huán)境中充當(dāng)傳感器。想象一下紙質(zhì)一次性環(huán)境傳感器偽裝成壁紙，可以監(jiān)控家中的空氣質(zhì)量。當(dāng)它完成工作后，它可以被移除并留在花園中進(jìn)行生物降解而不會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生任何影響。“

新型可再生能源

太陽能生物電池推動(dòng)了對全球科學(xué)家目前正在開發(fā)的一種新型可再生能源技術(shù)的研究，稱為微生物生物光電(BPV)。它利用藍(lán)藻和其他利用光合作用的藻類的能力，利用水作為電子源將光能轉(zhuǎn)化為電流。

使用BPV從藍(lán)細(xì)菌等細(xì)胞中獲取能量的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們可以在白天產(chǎn)生少量電力，即使在黑暗中也能從光中產(chǎn)生的分子產(chǎn)生電能。

該團(tuán)隊(duì)表示，他們使用現(xiàn)成的噴墨打印機(jī)構(gòu)建BPV的方法展示了一種可以輕松擴(kuò)展技術(shù)的潛在方法，這可能為其更廣泛的使用鋪平道路。

倫敦帝國理工學(xué)院生命科學(xué)系研究的共同作者Andrea Fantuzzi博士說：“基于紙張的BPV并不是要取代傳統(tǒng)的太陽能電池技術(shù)用于大規(guī)模發(fā)電，而是可以使用建造一次性和可生物降解的電源。它們的低功率輸出意味著它們更適合需要少量和有限能量的設(shè)備和應(yīng)用，例如環(huán)境傳感和生物傳感器。

新型紙質(zhì)傳感器

研究人員建議BPV可以用于完全由紙張制造的新形式的傳感器，這意味著它們更便宜，更具成本效益，對資源和環(huán)境的影響更小。

BPV的另一個(gè)例子表明該團(tuán)隊(duì)屬于醫(yī)療保健行業(yè)。

Andrea Fantuzzi博士說：“與印刷電子和生物傳感器技術(shù)相結(jié)合的紙質(zhì)BPV可能會(huì)迎來一個(gè)基于紙張的一次性傳感器時(shí)代，它可以監(jiān)測糖尿病患者的血糖水平等健康指標(biāo)。一旦進(jìn)行了測量，該設(shè)備可以很容易地處理，對環(huán)境的影響很小，而且易于使用可以促進(jìn)患者直接就業(yè)。此外，這種方法具有成本效益的潛力，也可以為發(fā)展中國家的使用鋪平道路。有限的醫(yī)療保健預(yù)算和資源壓力。“

下一步

目前基于紙張的BPV單元是手掌大小。下一步將看到團(tuán)隊(duì)將他們的概念驗(yàn)證擴(kuò)展到A4尺寸，以確定更大規(guī)模的電力輸出。

劍橋大學(xué)生物化學(xué)系的共同作者Christopher Howe教授補(bǔ)充說：“這是一個(gè)令人興奮的概念驗(yàn)證?，F(xiàn)在的挑戰(zhàn)是制作更強(qiáng)大，持久和穩(wěn)健的面板。 “