Moss used as "biological solar panels" to power a radio
2014-02-10 15:28
瑞士设计师法比安·费尔德与剑桥大学的科学家保罗·庞贝里和罗斯·丹尼斯合作开发了一种将植物用作“生物太阳能电池板”的方法。
“理论上说,任何光合作用植物都可以用作生物太阳能电池板,”该团队说,该小组已经开发出了一种被称为“光子微生物燃料电池”(Photo-MFCs)来捕捉和利用植物的电能。
这个研究小组已经制造了世界上第一台用苔藓为动力的收音机的原型,以展示它的照片-MFCs的潜力。MOSS之所以被选中,是因为它的光合过程使得这些植物在发电方面特别高效。
法比安·费尔德与剑桥大学的生物化学家保罗·庞贝里博士和植物科学家罗斯·丹尼斯共同开发了这项技术。
这是第一次使用照片-MFCS来运行一个比LCD屏幕更需要能量的对象。
光子-MFCs包括一个由光合作用产生的电子被收集的阳极,一个最终消耗电子的阴极,以及连接阳极和阴极的外部电路。
苔藓生长在由保水材料、导电材料和生物物质组成的复合材料上。
该团队对这项新兴技术的潜力抱有很高的希望。”我们可以假设,在五到十年内,该技术可以应用于商业上可行的形式,“他们说,”目前在无线电中使用的技术只能捕获大约0.1%的苔藓产生的电子。
菲尔德将生物太阳能电池板背后的技术与早期的光伏实验进行了比较。她解释说:“生物太阳能电池板将经历类似的开发阶段:确定最佳导电材料;合适的工厂;以及保证电力稳定流动的供水和维护系统。”
“找到合适的植物本身就是一项研究,”费尔德说,“莫西斯对干燥有很强的抵抗力,但他们不喜欢直射的阳光。”其他的植物,也可能在其光合过程中达到某些标准,被认为是有效的光活性成分,在寒冷的天气中可能会遇到困难。因此,正确的植被组合将是解决办法。“
她补充说,稻田还可以为生物太阳能电池板提供良好的环境,因为它们种植的水资源非常丰富。
以下是团队提供的更多信息:
MOSS调频
MOSS调频是世界上第一台以植物为动力的收音机。
这要归功于光微生物燃料电池(Photo-MFCs),它利用和转换植物在光合作用过程中产生的电子。在这种新兴的生物技术中,苔藓簇基本上被用作生物太阳能电池板。
这台收音机是由来自瑞士的创意策略师和设计师法比安·费尔德(Fabienne Fold)设计的,他与生物化学家保罗·庞贝里博士(Dr.Paolo Bombeli)和剑桥大学的植物科学家罗斯·丹尼斯(Ross
庞贝里博士多年来一直在研究照片--MFCS--自从他被一本生物化学教科书中的一句话所启发。这些研究现在存放在剑桥大学,庞贝里博士作为克里斯·豪教授团队的高级研究员领导这项研究。
在2011,与两个设计师,AlexDriver和CarlosPeralta的合作,导致了第一个概念部分展示这项技术,题为“苔藓表”。
第一次引起法比安·费尔德兴趣的还有苔藓桌,她很快就被吸引住了,沉浸在庞贝里博士和他的同事们发表的论文和报告中。就像命运注定的那样,这两个人最终相遇了,法比安·费尔德提出了另一个未来主义的场景,在这种情景下,照片-MFCs可能会被应用。庞贝里博士需要令人信服的想法,飞机舱可能有一天会被苔藓覆盖,但作为一名科学家,这项研究最终赢得了他的支持,他渴望重新开始合作。
从飞机到空中时间
该小组最初是在创造一个苔藓的发电表面的前提下开始工作的,这一表面可能确实被用来覆盖未来的飞机舱或其他空间。许多因素最终将项目的重点转移到了每天都想要的目标上,而不是在10年之后。
激励合作者的因素也不断提出了最大的挑战:可行性。这是第一次这项技术被认为是工作在一个对象是低功耗的东西,像液晶显示屏。设计师和科学家都需要灵活性,他们想要尊重科学的要求,而科学家有时不得不抛弃逻辑,以求现实。其结果就是一台收音机,它肯定会引起阴谋。
设计与性能
理论上说,任何光合植物都可以用作生物太阳能电池板,但苔藓植物属由于其光合过程的特殊性,可以作为光效物质中潜在的更好的光活性成分。同时,苔藓也很简单的值得好的媒体,并有意识地被团队推广他们难以置信的用途和被低估的美。许多这些特性在项目博客mosspower.tumblr.com上得到了解释,Moss FM由10个Phototo-MFCs组成,它们嵌入在一个极简的设计中,采用了来自生物化学世界的强有力的视觉暗示。根据每个小区的性能,它们可以串联、并行或组合连接。像液晶显示屏这样的小工具可以连续地直接连接到电路上,而更高的消耗对象则是通过一个电容或电池来桥接的,完全由Photo-MFCs充电。
目前,我们可以实现以下电气输出: ,目前的无线电运行时间通过一个充电电池持续几分钟。
由5个光子-MFCs组成的串行电路的峰值功率约为3.5mW/平方米(2.9mA@1200 mV),由5个光子-MFCs组成的 A并联电路的峰值功率约为每平方米4.6mW(18.7mA@246 mV)。
这一切意味着什么?
与每一项新兴技术一样,许多问题尚未得到解答。我们可以假设,在五到十年内,这项技术将以商业上可行的形式适用,主要是在新兴经济体。但是要想知道这种低碳技术能做出什么样的贡献,请考虑以下几点:
如果25%(约270万人)的伦敦人(约270万人)平均每隔一天用苔藓充电2小时,我们就能省下足够的电为一个小镇供电:4250万千瓦时,相当于每年节省681万英镑和39632吨二氧化碳*。
例如,考虑到发电和输电过程中浪费的大量电能,这些都是有趣的价值。更有趣的是,如果我们现在只捕捉到苔藓可能产生的大约0.1%的电子。*是基于诺基亚充电器180 mA@240 V的输入和输出值、2012 N电率和2013英国耗电量的数字得出的。
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