植物光合作用釋放的有機化合物進入含有共生菌的土壤中,細菌為了生存對有機化合物進行分解,這一過程就產生了含有電子的副產品。
一個苔蘚發電單位就是一個完整的生物電運行系統,由陽極生物材料(苔蘚)、陽極、陰極、陰極催化劑、允許正電荷(主要是質子)從陽極生物材料向陰極轉移的“鹽橋”組成。陽極即水凝膠和導電碳纖維組成的無土基質,水凝膠是一種可吸收其自身重量400倍的水分的聚合物,能與苔蘚濕度互補。發電系統中物質均不會破壞苔蘚的代謝運動。
苔蘚光伏發電系統的制造材料
除此之外,一個苔蘚發電單位面積為100×100毫米,一單位的發電量為0.35伏特。混合炭纖維和水凝膠的陽極(切得既小又薄)在的立方體中,有一層碳織物以及被苔蘚掩蓋的混合物。該發電系統還配有一個監測裝置,內設傳感器,每5秒自動檢測內部環境的勒克斯(光照單位)、濕度、溫度和電壓等指數,并即時保存數據。
將苔蘚電池設計成具有伸縮性的系統,可應用于城市地區是Mitrofanova的目標之一。苔蘚光伏電池的組織形式有并聯和串聯電路兩種,可安裝在建筑物的外墻。
模塊化墻磚除了扮演容器的角色,其本身還為苔蘚形成了一個保護層,使其免受陽光的直接照射,形成利于其生長的濕潤微氣候。僅有墻磚內部的底部為防水而上釉,其他部分都是沒有涂層的多孔粘土。粘土的吸水性很好,該系統可被動地接收雨水,而其中的水凝膠則可長期保存水分。
模塊化墻磚
目前為止,該苔蘚發電系統的發電量還十分有限,16個模組僅能產生3瓦特的電力。雖然發電量十分有限,但仍能為一些小型電器供能,例如電腦、手機和LED照明系統等等。Mitrofanova堅信,未來科技具有實現較低能量需求和更高效率的可能,苔蘚光伏電池終有一天將成為人類的可行選擇。
為筆記本電腦、手機等物供電所需的估計苔蘚發電面積
作者:江帆 來源:界面
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