研究:碳纳米管提高了“纳米仿生”细菌太阳能电池的效率

最新更新时间:2022-09-19来源: cnbeta关键字:碳纳米管  太阳能电池 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的工程师们发现了一种将碳纳米管插入光合细菌的方法,这大大提高了它们的电输出。它们甚至在分裂时将这些纳米管传给它们的后代,该团队称之为“遗传纳米仿生学”。



41565_2022_1198_Fig2_HTML.png

太阳能电池是可再生能源的主要来源,但其生产对环境有很大的影响。就像许多事情一样,我们可以从大自然中获得关于如何改进我们自己设备的线索,在这种情况下,从阳光中获得能量的光合细菌可以被用于微生物燃料电池。


在新的研究中,EPFL团队通过插入碳纳米管--微小的卷起的石墨烯片,一种著名的导电材料,给这些细菌带来了动力。装有纳米管的细菌能够从相同数量的阳光中产生比它们的非编辑对应物多15倍的电力。


研究小组说,将纳米管放入细菌内部并非易事,但他们通过用带正电的蛋白质装饰其表面来实现。这将它们吸引到细菌的外膜上,而细菌的外膜是带负电的。它在两种细菌中起作用,即具有非常不同形状的Synechocystis和Nostoc。

41565_2022_1198_Fig1_HTML.png

但也许最有趣的部分是,当细菌分裂时,它们会将碳纳米管传递给新细胞。然而,这确实随着时间的推移而减少,因为碳纳米管的浓度在越来越多的细胞之间分散,但这是一个有趣的概念证明,该团队称之为“遗传纳米仿生学”。


该研究的通讯作者Ardemis Boghossian教授说:“这就像拥有一个人造肢体,使你的能力超出了你能自然实现的范围。而现在想象一下,你的孩子在出生时可以从你那里继承它的特性。我们不仅向细菌传授了这种人工行为,而且这种行为也被它们的后代所继承。这是我们第一次展示遗传纳米仿生学。”


该团队说,除了生产新的光伏设备外,这种插入碳纳米管的技术还可以用于监测细菌的内部运作,或用于追踪群体中各代人之间的血统。

41565_2022_1198_Fig4_HTML.png

该研究发表在《自然-纳米技术》杂志上。



关键字:碳纳米管  太阳能电池 编辑:王兆楠 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/newenergy/ic621822.html

上一篇:全球首条氢动力列车专线正式运营 最高时速140km/h
下一篇:最后一页

推荐阅读

研究:碳纳米管提高了“纳米仿生”细菌太阳能电池的效率
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的工程师们发现了一种将碳纳米管插入光合细菌的方法,这大大提高了它们的电输出。它们甚至在分裂时将这些纳米管传给它们的后代,该团队称之为“遗传纳米仿生学”。太阳能电池是可再生能源的主要来源,但其生产对环境有很大的影响。就像许多事情一样,我们可以从大自然中获得关于如何改进我们自己设备的线索,在这种情况下,从阳光中获得能量的光合细菌可以被用于微生物燃料电池。在新的研究中,EPFL团队通过插入碳纳米管--微小的卷起的石墨烯片,一种著名的导电材料,给这些细菌带来了动力。装有纳米管的细菌能够从相同数量的阳光中产生比它们的非编辑对应物多15倍的电力。研究小组说,将纳米管放入细菌内部并非易事,但他们通过用带正电的蛋白质
发表于 2022-09-19
研究:<font color='red'>碳纳米管</font>提高了“纳米仿生”细菌<font color='red'>太阳能电池</font>的效率
半导体所在高效稳定钙钛矿太阳能电池方面取得进展
钙钛矿太阳能电池具有成本低、光电转换效率高等优点。经过十多年的快速发展,钙钛矿单结电池效率已超过25%,基于钙钛矿的多结叠层电池效率已超过30%,钙钛矿太阳能电池被认为是未来最具应用潜力的光伏技术之一。光电转换效率是太阳能电池的核心指标之一,为实现高效率的钙钛矿太阳能电池,人们常采用可与钙钛矿形成I型异质结能级结构的二次相碘化铅(PbI2)来阻挡载流子在多晶钙钛矿晶界或表面缺陷处复合。早期半导体所团队曾发现基于二次相PbI2的钙钛矿电池较难兼顾效率和稳定性(Advanced Materials, 2017,29,1703852)。主要原因是PbI2二次相的存在可能提供了钙钛矿分解以及离子移动通道,使得钙钛矿材料以及电池器件长期稳定性
发表于 2022-08-02
半导体所在高效稳定钙钛矿<font color='red'>太阳能电池</font>方面取得进展
科学家开发出打破效率纪录的钙钛矿-硅太阳能电池
科学家们已经打破了串联型硅-钙钛矿太阳能电池的效率纪录--首次超过了30%的里程碑。这项新纪录使该技术超越了单独使用硅的上限,另外,它使用的还是低成本和可扩展的材料。长期以来,由于效率、耐用性、成本和易于制造的坚实组合,硅一直主导着太阳能电池行业。几十年的技术进步不断提高了这些太阳能电池的效率,但随着目前的设备接近材料的理论极限--29.4%,这种材料已经没有多少增长空间了。虽然钙钛矿作为一种替代品正在迅速崛起,但这并不意味着硅被取代。相反,这两种材料配合得非常好,并吸收不同波长的光--硅擅长红光和红外光,而钙钛矿最注重光谱的绿色和蓝色部分。这意味着串联硅-钙钛矿太阳能电池有可能达到比两者单独实现的更高的效率。2018年的效率纪录是
发表于 2022-07-08
科学家开发出打破效率纪录的钙钛矿-硅<font color='red'>太阳能电池</font>
新型太阳能电池光电转化效率达25% 有望应用于车辆上面
德国和比利时的研究人员携手研制出一款新型钙钛矿/铜铟二硒化物(CIS)串联太阳能电池,其光电转化效率达到25%,为迄今同类产品最高值。这款太阳能电池柔韧轻便,用途广泛,有望应用于车辆、便携式设备和可折叠设备内。最新研究刊发于美国化学学会下属《ACS·能源快报》杂志。  钙钛矿是一种拥有特殊晶体结构的新型材料。过去10年,钙钛矿太阳能电池进展迅速,其光电转化效率可与久负盛名的硅太阳能电池相媲美。两个或多个电池堆叠使用可提高太阳能电池的效率。如果堆叠的每个太阳能电池能有效吸收来自太阳光谱不同部分的光,则可以减少固有损耗并提高整个电池的光电转化效率。由于钙钛矿太阳能电池“多才多艺”,已经成为堆叠太阳能电池领域的“翘楚”。使用钙钛矿和硅的串
发表于 2022-06-30
研究称钙钛矿太阳能电池的寿命可达30年
普林斯顿工程学院的科学家们已经开发出了第一个具有商业上可行的寿命的钙钛矿太阳能电池,标志着一个新兴的可再生能源技术类别的一个重要里程碑。该研究小组预计他们的设备可以在30年左右的时间里表现出高于工业标准的性能,远远超过用作太阳能电池可行性阈值的20 年。该设备不仅高度耐用,而且还符合普通的效率标准。事实上,它是第一个能与硅基电池的性能相媲美的产品,硅基电池自 1954 年问世以来一直占据市场主导地位。钙钛矿是具有特殊晶体结构的半导体,这使它们很适合用于太阳能电池技术。它们可以在室温下制造,使用的能量比硅少得多,使它们的生产成本更低,更具可持续性。而且,硅是僵硬和不透明的,而钙钛矿可以被制成灵活和透明的,使太阳能远远超出了美国各地山坡
发表于 2022-06-24
钙钛矿太阳能电池寿命延至30年
据最新一期《科学》杂志报道,美国普林斯顿大学研究人员开发出了第一个具有商业可行性的钙钛矿太阳能电池,这标志着一种新兴的可再生能源技术的重要里程碑。该团队预计,他们的设备可在超过行业标准的情况下运行大约30年,远远超过太阳能电池20年寿命的门槛。该设备不仅经久耐用,还符合通用的能效标准。这是此类电池中第一个可与硅基电池性能相媲美的电池。钙钛矿是一种具有特殊晶体结构的半导体,非常适合用于太阳能电池技术。它们可在室温下制造,使用的能源比硅少得多,因此生产成本更低,更可持续。早期的钙钛矿型太阳能电池(PSC)在2009—2012年间问世,只能持续几分钟。2017年的纪录是电池在室温连续照明下工作了一年,而新设备能在类似实验室条件下运行5年。
发表于 2022-06-17
钙钛矿<font color='red'>太阳能电池</font>寿命延至30年
小广播
换一换 更多 相关热搜器件

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关:

词云: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2022 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved