生物光伏:环境友好的新型太阳能利用技术

生物光伏利用可自我更新的光合细胞作为光电转化材料,是一种环境友好的新型太阳能利用技术。生物光伏包括光合细胞中的光化学反应、细胞与电极间的跨膜电子传递、生物电化学系统中的电流产生三个核心过程。光合细胞的天然跨膜电子传递效率较低,成为了生物光伏电能输出的主要限制因素。针对这一问题,近年来研究人员发展了一些新的跨膜电子传递策略,包括基于外源电子载体的间接电子传递、基于导电纳米材料的杂合电子传递以及基于合成微生物组的定向电子传递。本文简要回顾了生物光伏的发展历史,综述了不同电子传递策略的基本原理、优势和不足,总结了提高生物光伏电能输出的研究进展。最后,探讨了生物光伏在高功率电子器件领域的应用前景,及如何利用合成生物技术增强跨膜电子传递效率,以期加速生物光伏的发展。