中國儲能網(wǎng)訊：德國魯爾-波鴻大學（RUB）研究人員已經(jīng)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在植物中負責光合作用，進入復雜分子內(nèi)部開發(fā)從而產(chǎn)生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）Dr Wolfgang Schuhmann 教授和來自植物生物化學系Dr Matthias Rogner教授為主的研究小組已經(jīng)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，這需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產(chǎn)生電力而不是生物質。 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
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，從而產(chǎn)生氧氣。 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(jīng)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(nèi)將產(chǎn)生連續(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(jīng)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，其中光合作用中的自然光系統(tǒng)用于光驅動產(chǎn)生類似于氫氣的二次能源載體。”Rogner教授說。
