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3D新聞

3D打印的納米摩天大樓幫助細菌將陽光轉(zhuǎn)化為電能

星之球科技 來源:cnbeta2022-03-08 我要評論(0 )   

劍橋大學的研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了高層 納米住房的網(wǎng)格,愛好陽光的細菌可以在其中快速生長。然后,研究人員能夠提取細菌在光合作用中留下的廢舊電子,這些廢舊電...

劍橋大學的研究人員使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了高層 "納米住房"的網(wǎng)格,愛好陽光的細菌可以在其中快速生長。然后,研究人員能夠提取細菌在光合作用中留下的廢舊電子,這些廢舊電子可以用來為小型電子產(chǎn)品供電。


其他研究小組已經(jīng)從光合細菌中提取了能量,但劍橋大學的研究人員發(fā)現(xiàn),為它們提供合適的家,可以使它們提取的能量增加一個數(shù)量級以上。這種方法對傳統(tǒng)的可再生生物能源發(fā)電方法具有競爭力,并且已經(jīng)達到了太陽能轉(zhuǎn)換效率,可以超過目前許多生物燃料發(fā)電方法。



他們的成果在《自然材料》雜志上報道,為生物能源發(fā)電開辟了新的途徑,并表明"生物混合"的太陽能來源可以成為零碳能源組合中的一個重要組成部分。目前的可再生技術(shù),如硅基太陽能電池和生物燃料,在碳排放方面遠遠優(yōu)于化石燃料,但它們也有局限性,如對采礦的依賴,回收方面的挑戰(zhàn),以及對耕作和土地使用的依賴,這導致生物多樣性的喪失。


光合細菌,或藍細菌,是地球上最豐富的生命形式。幾年來,研究人員一直在嘗試"重新連接"藍細菌的光合作用機制,以便從中提取能量。就你能從光合作用系統(tǒng)中實際提取多少能量而言,一直存在一個瓶頸,但沒有人明白這個瓶頸在哪里?,F(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn),一個實質(zhì)性的瓶頸實際上是在物質(zhì)方面。



為了生長,藍細菌需要大量的陽光,就像夏天的湖面。而為了提取它們通過光合作用產(chǎn)生的能量,這些細菌需要被連接到電極上。劍橋大學的研究小組用金屬氧化物納米顆粒3D打印了定制的電極,在藍藻進行光合作用時,這些電極被定制為與藍藻一起工作。這些電極被打印成高度分枝、密集的柱狀結(jié)構(gòu),就像一座小城市。


這些電極具有出色的光處理性能,就像一個有很多窗戶的高層公寓。藍細菌需要一些它們可以附著的東西,并與它們的鄰居形成一個社區(qū)。這項電極允許在大量的表面積和大量的光線之間取得平衡,就像一座玻璃摩天大樓。一旦自我組裝的藍藻在其新的"有線"家中,研究人員發(fā)現(xiàn)它們比目前的其他生物能源技術(shù)(如生物燃料)更有效率。與其他從光合作用中生產(chǎn)生物能源的方法相比,該技術(shù)將提取的能量增加了一個數(shù)量級以上。


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