逐年下降等问题,越来越难以满足与日俱增的能源需求,新能源的开发和利用因此被提上日程。
从植物的光合作用中找灵感:利用太阳能发电
我们都知道,地球上所有生物所能利用的能量基本全部来自于植物的光合作用
。
植物的光合作用是指在光照条件下,在植物叶绿体中以二氧化碳和水为原料合成糖的生物过程,由于糖类物质在代谢过程中可以产生能量,太阳能便通过这种方式被储存下来。
然而,这种能量很难为我们直接利用,一般
制氢效率。
人工光合作用设备有如一片人造叶子,多由层层光吸收材料制成,每层负责吸收不同光波长,随后发电让催化剂(catalytic electrode,触媒电极)在水中分解氢气与氧气,这些光吸收
人工光合作用是种利用阳光来电解水的绿色制氢技术,过去人们大多都以硅材为主,虽然便宜容易取得,但转换效率着实不高,也存有稳定性问题,而现在美国科学家把硅材换成光电领域的黑马:钙钛矿太阳能电池,成功提高
近20多年来,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
、再利用还面临很多环境挑战。
因此,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
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
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
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
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
太阳能。太阳能是自然界取之不尽用之不竭的绿色能源。巩金龙说,他们想到了树叶的光合作用,一片树叶通过光合作用,吸收光能,把二氧化碳和水转变为富能的有机物,同时释放氧气。但是树叶的能量转化效率太低了,只有
。
从0到1的转变是场异常艰辛的跋涉。首先,进行实验的设备没有现成的商业化装置可以购买,全靠研究团队自己探索设计开发。从绘图设计,到材料、工具的选择,到最终动手安装都是靠科研人员自己完成。其次,选择
绿色能源。巩金龙说,他们想到了树叶的光合作用,一片树叶通过光合作用,吸收光能,把二氧化碳和水转变为富能的有机物,同时释放氧气。但是树叶的能量转化效率太低了,只有0.1%1%。我们要做的催化剂就像是一片能量
,进行实验的设备没有现成的商业化装置可以购买,全靠研究团队自己探索设计开发。从绘图设计,到材料、工具的选择,到最终动手安装都是靠科研人员自己完成。其次,选择哪种催化剂更高效,也全靠摸索着尝试,实验失败
利用和太阳能光利用,其中热利用包含太阳能热水器和太阳能热发电,光利用包含太阳能光化学和光催化、太阳电池(太阳能电池),利用太阳能的最重要反应植物光合作用。
太阳电池是将太阳能直接转化成电能的装置
,包括单晶硅、多晶硅太阳电池,无机半导体薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、钙钛矿太阳电池和有机/聚合物太阳电池。其中聚合物太阳电池的关键材料包括给体、受体和电极界面修饰层材料,光电转换过程包括吸光、激子扩散
让智能窗户具有发电的能力是未来的发展方向,而科学家们则更进一步,他们将让智能窗户广泛应用在人们的日常生活中。
染料敏化太阳能电池是模仿光合作用原理,研制出来的一种很薄的柔性材料,可以产生透明的
电子电路,将这种材料嵌在窗户里装上墙,该建筑物就可以使用这种窗户供电。总有一天,这种材料将会比现在的太阳能电池板技术更具备优势,但是,由于对分子水平上光敏染料与半导体表面是如何相互作用的缺乏了解,使得
要反应植物光合作用。
太阳电池是将太阳能直接转化成电能的装置,包括单晶硅、多晶硅太阳电池,无机半导体薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、钙钛矿太阳电池和有机/聚合物太阳电池。其中聚合物太阳电池的关键材料
包括给体、受体和电极界面修饰层材料,光电转换过程包括吸光、激子扩散、激子电荷分离、电荷传输、电荷收集。
总结起来,聚合物太阳电池具有器件结构简单、成本低、重量轻以及可以制备成柔性和半透明器件等突出优点