光生物發電利用像葉綠素這樣的生物細胞在光的作用下產生生物電的現象，又稱為葉綠素電池。細胞的生命現象和發電過程非常複雜，葉綠素細胞的衰亡又直接影響電能輸出，光生物電池僅有原理性試驗。
基本介紹
- 中文名：光生物發電
- 外文名：photobioelectricity
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
- 範圍：能源
- 別稱：葉綠素電池
簡介,光敏電極電池,葉綠素電池的核心,葉綠素電池的前景,
簡介
將太陽能直接轉變為電能，是人類開發新能源的一個重要課題。生物電池是光電轉換的一種新類型，由於它具有降低成本的潛力，所以引起人們極大的興趣。人們將植物里的葉綠素提取出來，放到人工製備的膜里，光照時就會產生電。利用這種方法製作的生物電池，也叫葉綠素電池。葉綠素電池主要分液體隔膜光電池和光敏電極電池兩類。將葉綠素等有機色素做成膜，利用此膜將兩種含不同氧化還原物的溶液分開，膜中的色素吸收太陽光後，促使溶液發生氧化還原反應，從而產生電動勢，這就是液體隔膜光電池的光電轉換原理。
光敏電極電池
光敏電極電池是又一種葉綠素太陽電池。人們首先使半導體電極或金屬電極的表面形成葉綠素膜，構成激發電極，將此電極與適當的溶液接觸，就組成了光激發電極電池。若將葉綠素a塗敷在n型半導體ZnO的表面上，使它與含有氫醒等電子施主的溶液相接觸，在可見光的照射下，能得到0.01微安/厘米的光氧化電流。電流的大小在一定範圍內與人射光的強度成正比。
葉綠素電池的核心
葉綠素電池的核心是葉綠素，天然葉綠素有a、b 、c 、d四種形體，其中葉綠素的光合作用性能最好，適宜於製作葉綠素電池。但由於葉綠素脫離植物體後，很快便失去“活性”，所以若用天然葉綠素製作電池，其壽命極短。這就需要人工合成一些在空氣或溶液中都比較穩定的色素，用來製作葉綠素電池。
葉綠素電池的前景
由於製作葉綠素電池需要引人一定量的水分，因此它是一種“濕”式電池(矽太陽電池、砷化鎵電池等則屬於“乾”式電池）。我國有人在一塊玻璃板的兩面都鍍上透明導電膜，其中的一面再塗上人工合成的色素—苯基嚇吩薄膜（厚度僅十萬分之幾毫米），將這塊玻璃放人盛有電解質溶液的透明容器內，便做成了“玻璃電池”。塗有色素層的一面為電池的正極，另一面則是負極，光照下便能獲得大約0.5伏的電動勢和幾十微安/厘米至的輸出電流。顯然，“玻璃電池”也是一種“濕”式電池。有人還合成了一種低成本、預計能用於大量生產太陽電池的新型葉綠素分子— P-Q分子。這種分子通過模擬植物光合作用的原始過程，能顯示出像植物那樣利用太陽能的能力。利用P一Q分子製作葉綠素電池時，只須把P一Q分子噴灑在膠片或塑膠膜上即可。他們準備把P一Q分子塗在象紗巾一樣的塑膠膜上，再將這種塗有P一Q分子的薄膜覆蓋在建築物的屋頂上，便能產生電能供人們使用。發明者認為，這種電池似可與矽太陽電池比美，通常的矽太陽電池提供一般標準住戶的用電，需花費4-5萬美元,而用P一Q分子製成的電池供電僅需，換效率是3% ，今後可望達到10%。部花青色素電池製造過程簡單，溫度要求不高(矽太陽電池製作時，需1,000℃以上的溫度，部花青色素電池只需300℃），其價格僅是矽太陽電池的百分之一。儘管葉綠素太陽電池的轉換效率不高，性能不太穩定，使用壽命也不夠長，特別是對它的光電轉換過程，人們了解得還不夠詳盡。然而，人們對它的前途還是充滿信心的。葉綠素電池必將會大放異彩。
