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Research | ag大厅官网周顺桂团队:微生物膜水伏与光伏的巧妙结合— 全天候水伏-光伏耦合发电技术



发布时间 :2022-08-27? ? 信息员:?


近日,ag大厅官网周顺桂教授团队在国产顶级综合性期刊《Research》(中科院一区,IF=11.036)上发表题为“All-biobased hydrovoltaic-photovoltaic electricity generators for all-weather energy harvesting”的研究成果。

水伏效应(Hydrovoltaic Effect)的发现,开启了系列水伏能源技术(如湿气产电、蒸发产电等),也催生了一门全新的学科—水伏学(Hydrovoltaics)。水伏发电作为从地球水循环获取电能的绿色新能源技术,可将散落于环境的低品质高熵能源(如环境湿气、环境潜热等)直接转化为清洁电能,具有零污染、零碳(甚至负碳)排放的独特优势,真正环境友好,在全球碳中和的背景下,可望发展成为颠覆性未来能源技术。

湿气发电(Hygroelectric technology)是水伏技术中发展最快、潜力最大的水电捕获技术,它将环境中无所不在、几乎无穷无尽的湿气潜热一步转化为电能。本团队前期已报道,利用全细胞硫还原地杆菌(Geobacter sulfurreducens,简写G.s)生物膜实现湿气发电,从而提出了生物膜水伏技术(Biofilm-based hydrovoltaic technology)。然而当前,生物膜水伏技术还存在能量来源单一、发电性能低的缺陷。在本文中,受自然界中附生植物叶片吸收湿气的启发,我们构建了G.sPSII耦合的水伏-光伏发电机(HPEG)。结果显示,其发电性能相对于单独的湿气发电机可提高1.73倍,最大输出功率达1.24 W/m2,优于目前所有的湿气发电机。该耦合发电机可在阴天、雨天或晴天产生电力并驱动电子显示屏,为同时捕获水能-太阳能进行耦合发电提供理论指导。

生物基水伏-光伏耦合发电示意图

据悉ag大厅官网为唯一通讯单位,我校任国平博士和胡启昌副教授为论文共同第一作者,周顺桂教授和吕健教授为共同通讯作者,该研究得到了国家杰出青年科学基金(41925028)、中国博士后科学基金(2022M710698)、福建省自然科学基金(2022J01154)和ag大厅官网科技创新基金(CXZX2020101A)的资助。

原文链接:https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9873203/


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