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科学家打造“仿生蘑菇”:能用细菌和石墨烯发电

      
据外媒报道,有一天你会在家里用一个个的蘑菇发电吗?也许不会,但科学家们却已经打造出了一种能够发电的“仿生蘑菇”,而且它们可能为更实用的生物电力系统铺平了道路。由Manu Mannorr和Sudeep Joshi领导的新泽西斯蒂芬斯理工学院研究团队利用一种含有石墨烯纳米带的带电墨水在蘑菇的顶部进行了3D打印。
 
然后他们再用含有蓝藻细菌的生物墨水在前面打印出来的支状图案上用3D打印机打印出一个螺旋图案。
 
之后,科学家们向这个蘑菇照射一束光使其进行光合作用,由其产生的电子能够穿过菌体外膜。在生物墨水和电子墨水相交的点上,这些电子被转移到由石墨烯纳米带形成的导电网上。
 
最终这套系统产生了约65纳安培的电流。虽然这完全不足以驱动一个设备,但科学家们认为如果一次性使用一组的蘑菇则能点亮一盏LED灯。为此,研究人员正在寻找增加蘑菇电输出的方法。
 
相关研究报告已发表在《Nano Letters》上。
 
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太阳将辐射能以电磁波的形式投射到宇宙空间,约49%能够到达地球表面,成为人类能够利用的太阳能资源。太阳能光发电是利用太阳能的重要方式,而太阳能光伏发电又是太阳能光发电的主流。太阳能光伏发电技术利用太阳能电池有效吸收太阳辐射,并转换成电能,具有结构简单、发电过程清洁、便于安装等优点。太阳能电池是一种具有“特异功能”的半导体器件,按照用途分为空间太阳能电池和地面太阳能电池。早期的太阳能电池主要应用在人造卫星上。1958年3月太阳能电池首次在空间应用,装备在美国“先锋1号”人造卫星上。在浩瀚太空的数万个飞行器中,90%以上采用太阳能电池作为电源。1971年3月我国发射了“实践一号”科学实验卫星,星体上嵌有太阳能电池块,将太阳能直接转变为电能,供卫星上的仪器设备使用;1981年9月我国发射“实践二号”科学实验卫星,上面装有4块太阳能电池板,向卫星星体及上面装载的空间物理探测仪器提供电力。2003年6月,美国发射“勇气号”火星探测器,靠餐桌大小的太阳能电池板获得动力。
 
  据央视财经报道,我国独立自主设计的彩虹太阳能无人机成功完成2万米、共15个小时的高空飞行试验,这使我国成为继美、英之后,第三个掌握这种技术的国家。彩虹太阳能无人机机翼上装有太阳能电池板,依靠太阳能提供全机能源,可以实现超长待机。机翼翼展45米,位居世界第二。翼展越大,能够加装的太阳能电池板越多,飞机获取的能力,包括载荷能力也就越强,产生的升力越大。低空飞行速度可达30公里/小时,2万米高空则可达120公里/小时,未来有望实现数月甚至更长时间的飞行。这种无人机可以执行侦察监视、通信中继、电子信息收集、海洋监视、重大自然灾害预警、应急抢险救灾等任务。
 
  1973年世界石油危机后,光伏发电技术逐渐从空间应用大规模地向地面转移。1973年我国开始将太阳能电池应用于地面。21世纪以来,中国光伏发电技术不断进步,截至2016年年底,我国光伏装机容量为7742万千瓦,占全国电源总装机容量的4.7%,占非化石电源装机容量的13.1%。2016年我国光伏装机同比增长3524万千瓦,同比增速为83.5%。来源:《亮报》
 
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