藻類發電

藻類發電是指在藻類細胞進行光合作用時，會把氫分解為帶正負電荷的粒子，通過其內部活動產生電流，從而進行發電；同時也可以對藻類後期進行燃燒發電，利用立體光反應培養器回收循環利用二氧化碳，生產藻類製成藻粉作為生物質燃料，藻粉經過燃燒進行燃熱發電。

基本介紹

• 中文名：藻類發電
• 外文名：The algae power generation
• 提出時間：2010年
• 原理：藻類細胞進行光合作用

方案提出

由於二氧化碳和其他溫室氣體的逐年增多，全球氣候變暖導致全球氣溫顯著上升。隨著這一問題的加劇，一個利用藻類進行光合作用減少二氧化碳的同時提供我們所需照明的綠色環保方案被提了出來。

韓國延世大學（Yonsei University）和史丹福大學（Stanford University）的科學家在2010年開發出了新的技術，利用納米技術的進步來實現藻類供電。來自荷蘭的設計師麥克·湯姆森從上述技術中獲得靈感，利用藻細胞中的葉綠體獲得電流來驅動燈泡。這一技術結合了自然和科學技術，被命名為拉托恩，在拉丁語中為“賊”的意思，在這裡意為“偷”光合作用中提供的能量，並消耗主要的溫室氣體。

海藻

發電原理

光合發電

烏普薩拉大學與史丹福大學一樣，都在研究以藻類為基礎的發電電池組，史丹福大學的研究人員通過藻類細胞內部的活動來獲得電流。該小組設計了一種金質電極，可通過細胞膜，然後圍繞在細胞周圍。而這個細胞還是活著的，進行著光合作用，科學家正是基於光合作用而獲得化學能量轉換成電能的。

植物進行光合作用時，葉綠素不但能把水分解為氫和氧，而且還能把氫分解為帶電荷的氫離子和帶負電荷的電子。此時，植物體內會有電流產生，然後白白地消耗掉了。如果用人工的方法控制這個產生電流的過程，就可以積累植物中的電量，為人們提供生活和工業所需的用電。

研究人員對植物葉綠素髮電進行了實驗，把從菠菜葉內提取的葉綠素與卵磷脂混合，塗在透明的氧化錫結晶片上，用它作為正極安置在“透明電池”中，當它被太陽光照射時，就會產生電流。研究表明，用葉綠素製造的電池能把太陽能的30%轉換成電能，而現有的多數太陽能電池板僅能把10%～20%的太陽能轉變為電能。因此，利用植物進行太陽能發電應該比太陽能電池板發電的潛力更大。

藻類發電

燃燒發電

採用燃燒產熱的方式利用生物質能源，藻類植物的生物質量經過乾燥後，可以像高等植物木材一樣用來燃燒產能，配合燃燒熱發電的方式，小規模廠房所需的電力可以自給自足。燃燒產出的二氧化碳又可以有藻類進行光合作用再利用。這樣的再生能源套用系統有經濟又環保。但藻類生質燃料的成本相當高，約是其他生質燃料的10-1000倍。

藻類燃燒發電

方案套用

藻類電燈

荷蘭的設計師麥克·湯姆森（MikeThompson）利用藻細胞中的葉綠體獲得電流來驅動燈泡。拉托恩具有開創性的設計，該燈採用直徑僅為30納米的電極和其他器件，利用藻類細胞能夠產生1.2pA的電流。此外，該產品還具備了光感測器，能夠調節產生的電流，為藻類的生存留下足夠的能量。設計師表示，藻類也是需要照顧的寵物。

這款燈設計使用LED提供照明，這樣既可以提高能源的利用效率，在停電和發生自然災害的情況下也不會受到影響。這款產品還未投入量產，包括設計師在內的很多人認為這款燈在2035年投入量產並大規模使用較為合適。

藻類電燈

藻類供電建築

全球首座藻類供電建築2013年在德國漢堡落成。這座被命名為BIQ House的綠色供電建築，外部由具備環境適應能力的藻類組成，並作為一項城市地區綠色自給供電建築的實驗樓。據設計師預測，這一棟藻類供電建築能夠從根本上改變德國接下來50年的能源供給途徑。只要利用得當並普及開來，無論是機器人製造領域、農場生產還是家用供電都將受益。

藻類生物很好地適應當地環境並存活了下來，外部的透明玻璃實則是一個微生物反應器，裡面的藻類能夠通過吸收太陽光，在這一反應器里快速生長並且為整棟建築供電。不僅如此，BIQ House特殊的外部構造吸收了大部分太陽光，使得室內十分涼爽。由三家來自不同國家的建築設計室打造，BIQ House將在漢堡的國際建築展中參展。

藻類發電站

位於澳大利亞新南威爾斯州的貝絲沃特發電站將成為全世界第一個種植藻類來捕捉二氧化碳的發電站，這些藻類隨後還可以轉化為可再生的柴油和航空燃料。計畫將其排放的一部分二氧化碳注入育有藻類的密封水箱中。水箱裡吸收了二氧化碳的藻類收穫後經過處理將成為生物燃料。這項耗資1.4億美元（約為8.6億元人民幣）的計畫得到了澳大利亞聯邦政府、新南威爾斯州政府及澳大利亞麥考瑞電力公司的支持。

在2014年開始進行的第一階段里，貝絲沃特發電站的排氣煙囪將向400個與貨櫃差不多大小的密封水箱中注入排放出的二氧化碳，以刺激水箱中人工藻類的繁殖。這些藻類從本質上來說是一種植物油，它們將在附近的工廠中接受處理成為可出售的燃料。該計畫對貝絲沃特發電站碳排放量造成的改變很微小，但不容忽視。該發電站每年排放二氧化碳1900萬噸，這項計畫預計可以捕獲其中的27萬噸，並且在未來幾年中逐漸增長到130萬噸。這種處理藻類的方式造成的浪費也相對較小，轉化為燃料廢棄的藻類殘渣將用於生產家畜飼料。

藻類能夠捕捉和存儲二氧化碳