登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
人类社会正面临着煤炭、石油、天然气等能源枯竭的危机。为此,近20多年来,我国政府高度重视能源资源的保护与开发利用,科学家们也在加速寻找取之不尽用之不竭的可再生能源,来解决不可再生能源的严重不足,切实保障经济和社会发展需要。
生物光伏(BPV)利用微生物(如蓝藻)作为光电转换材料,具有碳中性﹑良好的环境相容性和潜在低成本等特点。据媒体近日报道,为了提高BPV光电转化效率,中科院微生物所李寅研究组另辟蹊径,设计并创建了一个具有定向电子流的合成微生物组,来解决蓝藻直接产电活性微弱的问题,有望成为环境更加友好的新一代太阳能发电技术。
该研究成果引起了全球业界的高度关注。那么,传统光伏发电的主要原理是什么,又会产生哪些负面问题?除了光电转化效率,评价光伏发电效能和环保性能的指标还有哪些?生物光伏的发电原理是什么,其生物光伏技术还存在那些问题?新技术又到底有着哪些创新之处?
传统光伏发电存在时域和地域限制
业内人士告诉记者,人类在历史进程中曾长期依赖可再生能源,如薪柴、秸秆等属于生物质能源,这些能源大部分都来自太阳能的转化,是可以再生的能源资源。
“传统光伏发电主要利用了半导体的光伏效应。具体说,就是当光照射到半导体表面后,满足条件的光能会被吸收从而在半导体内产生带负电的电子和带正电的空穴,这两者合称为载流子。”江南大学理学院光电信息科学与工程系副研究员席曦接受记者采访时表示,如果我们想办法把这些载流子导出来,就可将光能转换成电能输出。
席曦认为,目前,光伏发电在可再生能源领域还是具有比较大优势的。相对于风能而言,光伏发电的安装可以分布到各家各户,每一个老百姓只要有一定的场地均可以或大或小的安装光伏发电系统;而风能发电普通老百姓是无法安装的。
“但是,光伏发电系统也存在时域和地域的限制。时域的限制主要有:光伏发电系统只能白天发电,晚上不能用;甚至北方有积雪覆盖、沙尘覆盖时,白天的发电也会受限;同时白天的光强也有很大的不确定性,时而飘过一朵云,时而被树荫遮挡一下,都会影响发电量,因此整个光伏发电系统如果并网的话,对电网的冲击比较大,需要做好光伏发电系统的控制和电网的调控。”席曦说。
但席曦表示,目前广泛使用的硅基太阳能电池会产生诸如酸、碱、金属废水和废气等,虽然产品本身对环境友好,生产过程中需要对排废做到严格处理和把控,其回收、分离、再利用还面临很多环境挑战。
生物光伏具有更高的转换效率
专家们普遍认为,生物光伏相对于传统光伏具有更高的转换效率,将更加有利于环境、能源的可持续发展。
生物质能主要是指植物通过叶绿素的光合作用将太阳能转化为化学能并贮存在生物质内部的能量。它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。
生物光伏利用光合微生物(如蓝藻)作为光电转换材料,具有碳中性、良好的环境相容性和潜在低成本等特点。但目前生物光伏发电最大的问题是,BPV系统的输出功率很低,比太阳能光伏低3个数量级以上。其主要原因是蓝藻等光合微生物虽然具有很高的光合效率,但产电活性很弱。在直接改造蓝藻以强化其产电活性方面,至今仍没有突破,难以走向应用。
记者了解到,李寅研究组成功合成的微生物组,由一个能够将光能储存在d-乳酸的工程蓝藻和一个能够高效利用d-乳酸产电的希瓦氏菌组成。在这个合成微生物组中,d-乳酸是两种微生物间的能量载体。
李寅称,蓝藻吸收光能并固定二氧化碳来合成能量载体d-乳酸,希瓦氏菌氧化d-乳酸进行产电,由此形成一条从光子到d-乳酸再到电能的定向电子流,完成从光能到化学能再到电能的能量转化过程。
克服两种微生物之间生理不相容难题
记者了解到,李寅研究组的创新之处在于通过在遗传、环境和装置层面的设计、改造和优化,他们有效克服了两种微生物之间生理不相容的问题。由此创建的双菌生物光伏系统,能够实现高效、稳定的功率输出,其最大功率密度比目前的单菌生物光伏系统普遍提高10倍以上。
据资料显示,李寅研究组采用连续流加培养方式,使得该双菌生物光伏系统可稳定实现长达40天以上的功率输出,且平均功率密度达到较高水平,产电时长和单装置输出功率均达到了目前BPV系统的最高水平。
尤其值得一提的是,这是国际上首次利用具有定向电子流的合成微生物组创建生物光伏系统,也是我国第一台生物光伏原型装置。研究表明,合成微生物组可以显著提高BPV光电转化效率,打破了人们对生物光伏效率和寿命难以提高的固有认识,为进一步提升BPV光电转化效率奠定了重要基础。
专家们认为,虽然生物光伏为太阳能利用提供了一条生物学路径,但这是一个全新的交叉学科。应该说,生物光伏目前在我国仍处于研发阶段,要真正走向规模应用,还有很长的路要走。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
12月9日,新能源公司株洲炎帝生物光伏发电项目实现全容量并网。该项目位于株洲市天元区栗雨工业园内,项目直流侧装机规模2.006兆瓦,交流侧1.85兆瓦。项目利用厂房屋顶,采用水泥基础支架形式和彩钢瓦平铺形式铺设组件,自开工建设至全容量并网历时54天。项目建成投产后,年均节省标准煤622.17吨,减少
12月9日,新能源公司株洲炎帝生物光伏发电项目实现全容量并网。该项目位于株洲市天元区栗雨工业园内,项目直流侧装机规模2.006兆瓦,交流侧1.85兆瓦。项目利用厂房屋顶,采用水泥基础支架形式和彩钢瓦平铺形式铺设组件,自开工建设至全容量并网历时54天。项目建成投产后,年均节省标准煤622.17吨,减少
发展和利用可再生能源是人类社会实现可持续发展的必由之路。作为地球上最丰富的可再生能源,太阳能利用的基础和应用研究具有重大的科学和现实意义。光伏发电是太阳能利用的主要形式,其技术核心是利用半导体材料将太阳能转化为电能。随着能量转化效率的不断提升和制造成本的不断降低,全球太阳能光伏装
光伏你肯定听过,就是利用太阳能发电,但生物光伏,相信听过的人没几个。如果从字面上理解,它大概就是指利用生物和太阳能发电,比如,正如标题所言,利用花花草草来发电。(图1、利用苔藓给电子表发电)这是剑桥大学科学家保罗邦贝利研发的一套利用植物来发电的系统,依靠一盆苔藓,给一块电子表供上
据科学家报道,在未来几年内将会出售一种特殊的袋装粉末,该产品可以使修剪下来的草屑变为太阳能发电电池。麻省理工大学研究员AndreasMershin告诉记者:"这就是我们的梦想。"袋中装的粉末是一种廉价的化学混合物,它能够稳定绿色植物中进行光合作用的分子,也就是我们所说的光合系统Ⅰ,因此他们能够用来发电。如何进一步制造所谓的生物光伏发电的说明将打印在包装袋中的一份卡通漫画中。一个步骤就是从庭院的废弃物中提取并浓缩光合系统Ⅰ,比如粗棉布膜或者菠菜膜。Mershin许诺说:"这并不难,绿色材料是很好处理的。"此外,这些
BioSolar(OTC:BSRC)表示他们的BioBacksheet近日获得美国保险商实验室(UnderwritersLaboratories,UL)临时相对热量指数认证。该公司2月份首次获得UL的材料技术认证,从那时候起便一直在UL进行生物背板长期热稳定测试。获得了UL官方临时RTI认证后,太阳能面板制造商在制造面板时便可使用BioBacksheet获得UL的充分认证,该公司“希望这只是一个程序上的问题。”BioSolar的首席执行官戴维•李(DavidLee)博士表示:“对BioSolar来说,这是一
3月19日,新能源云平台关于公布2024年第三批可再生能源发电补贴项目清单的报告公布。此次纳入2024年第三批可再生能源发电补贴清单的项目共50个,核准/备案容量3692.8兆瓦,其中:集中式发电项目48个、核准/备案容量3692.6兆瓦,分布式发电项目2个、核准/备案容量0.2兆瓦。此次变更可再生能源发电补贴清
3月19日,国家发展改革委发布向社会公开征求《绿色低碳先进技术示范项目清单(第一批)》意见的公告。文件显示,第一批绿色低碳先进技术示范项目清单,共纳入47个项目。其中包括,2GW新型高效碲化镉薄膜太阳能电池项目(一期)、绿色低碳新城建设及近零能耗建筑示范项目等。原文如下:关于向社会公开征
3月18日,永清环保公告,公司旗下控股孙孙公司印尼德之清新能源有限公司(简称印尼德之清)与印尼德信钢铁有限公司(简称印尼德信钢铁)签署《印尼德信钢铁有限公司分布式光伏发电项目能源管理协议》。根据协议内容,印尼德之清将负责投资、建设与运营维护总装机容量约66MW分布式光伏项目,预计项目投
3月18日,国务院国资委党委召开扩大会议,认真传达学习习近平总书记在主持中共中央政治局第十二次集体学习时发表的重要讲话精神,深刻认识推动新能源高质量发展和保障国家能源安全的重要性,紧密结合国资央企实际,研究具体贯彻落实举措,更好发挥中央企业主力军作用,为筑牢国家能源安全屏障作出更大
3月12日11时18分,浙江电网光伏发电出力达到2058万千瓦,首次超过2000万千瓦,占当时浙江全社会用电负荷的25.5%。“光伏发电出力2058万千瓦,已与杭州市夏季最高用电负荷基本持平。”国网浙江省电力有限公司调度控制中心水电及新能源处处长陈文进介绍。2023年以来,浙江省内新能源发电装机容量持续高速
北极星太阳能光伏网获悉,3月18日,安徽省交通运输厅发布《关于无岳高速等9个项目路域新能源配套设施变更设计的批复》,原则同意安徽交控集团对无岳高速等9个高速公路项目新增光伏发电系统及充电桩等路域新能源配套设施的申请。具体来看,上海至武汉国家高速公路无为至岳西段光伏装机容量8.42MW,青草
2024年3月14日下午,国家开发投资集团有限公司召开领导班子(扩大)会议,宣布了中共中央组织部关于朱基伟、杜文民同志职务任免的通知:朱基伟同志任国家开发投资集团有限公司副总经理、党组成员;免去杜文民同志的国家开发投资集团有限公司副总经理、党组成员职务,退休。相关职务任免,按有关法律和章
3月12日,云南省人民政府发布关于施自应、张斌同志职务任免的通知。
日前,欧洲议会正式通过了修订后的《建筑能源绩效指令》(EPBD),待部长会议的正式批准后将成为法律。该指令要求自2030年开始,欧盟所有新建住宅建筑均须采用屋顶太阳能供电,公共建筑和非住宅建筑将需要根据其规模以及针对技术、经济性的评估后,逐步部署太阳能。EPBD旨在减少建筑行业的能源消耗和温室
3月13日,国家能源局华中监管局发布整改通知书,共有627家企业被责令立即整改,其中包含多家光伏企业。依据《承装(修、试)电力设施许可证管办法》等相关管理规定及《关于电力业务资质许可送达工作有关事项的通知》要求,部分企业电力相关持证在职人员不全,责令相关企业立即整改。全文见下:附件:(
3月13日,鄂尔多斯市防沙治沙风电光伏一体化“光伏长城”启动工程暨达拉特旗增量配电网绿色供电项目开工动员大会在达拉特旗举行。活动当天集中开工的26个重大项目,新能源总装机2024万千瓦,年内新增防沙治沙面积195万亩,标志着鄂尔多斯市防沙治沙和风电光伏一体化工程的宏伟蓝图已经迈入实质性建设阶
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!