科学家希望利用细菌彻底变革储能技术

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要使可再生能源更加普及,需要开发能够大规模储存能源的新技术。康奈尔大学的一个研究团队希望利用生物学解决这一问题。他们提议采用细菌,以一种兼具可持续性与巧妙构思的方式储存此类能量。

科学家认为,电活性微生物可以经过工程改造,与风能和太阳能协同工作,以生产生物燃料,例如异丁醇和丙醇,这些物质既可单独燃烧,也可添加到其他物质中,例如汽油。

“我们认为,生物学在构建可持续能源基础设施方面发挥着重要作用,”Buz Barstow该研究的资深作者、康奈尔大学生物与环境工程助理教授表示。“有些角色将起辅助作用,有些则是主要角色,我们正努力找出生物学可以发挥作用的所有领域。

电活性微生物的具体工作方式是:借用太阳能或风能产生的电子,再利用这些电子打断空气中二氧化碳分子,提取出碳原子。这些碳原子随后可转化为生物燃料,康奈尔大学的新闻稿中对此作了说明。

Farshid Salimijazi,该研究的研究生、也是论文第一作者,表示他们的方法旨在“将生物与非生物电化学工程结合起来,开发一种储存能量的新方法”。

为获得这些构想,科学家们从自然界汲取灵感,特别研究了光合作用。这一自然过程非常擅长储存大量太阳能,并将其转化为生物燃料。事实上,在一年之中,光合作用捕获的太阳能相当于六倍于当时整个人类文明所消耗的太阳能。

但这一过程的效率并不理想,只能捕获到到达进行光合作用细胞的能量的(不足1%)。科学家表示,更高效的方法是利用电活性微生物,使其借助光伏发电将电能摄入其新陈代谢过程中。随后,这些能量将二氧化碳转化为生物燃料。

除太阳能外,其他类型的可再生能源也可以驱动此类过程。研究人员接下来计划找出电化学组件与生物组件的哪种组合能产生最佳效果。

请查阅这项新研究《Electrical Energy Storage With Engineered Biological Systems》,该研究发表于《Journal of Biological Engineering》。除Barstow和Salimijazi外,,Erika Parra来自 MultiPHY Laboratories, Inc.,同样作为共同作者参与了该论文。

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