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微藻也發電!

2016/02/05 經濟部能源局 點閱人次: 605

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編譯/曾君儒 圖片提供/工研院、達志影像

加拿大蒙特婁康考狄亞大學(Concordia University)的研究人員,研發出了一種新的微光合細胞技術, 可以從微藻的光合作用及呼吸作用中產生電力,這可能是未來人類生產潔淨能源最經濟、最無碳排放問題,甚至可說是最高境界的方式了。

潛力無限的微藻

甫於去年 12 月落幕的 COP21,底定了再生能源將是未來電力供給的主要生力軍,無碳排放的潔淨能源,是我們拿來反擊全球暖化最終的解決方案,也是拯救人類的終極手段。 太陽每小時產生的熱能,可抵過人類在地球上 1 年的能源使用量,因此,將太陽能量轉換為全球的電力來源,對生態環境也是較有益的方法,這個概念激勵了康考狄亞大學的研究人員,發想出從藻類光合作用擷取電力的構想。

微藻又稱微細藻類,它是地球最古老的生物之一,也是生物食物鏈的最前端,地球上將近 6 成的氧氣都是由微藻產生。微藻的生長時間短,又擁有油脂含量高、能固定二氧化碳的優點,加上臺灣的環境非常適合微藻開發,因此經濟部能源局持續地支持工研院進行微藻的相關研究,期望可以找到低成本的替代能源。前幾年,工研院就曾利用微藻的光合作用,將空氣中的二氧化碳轉成油脂、生產生質柴油;另工研院 2014 年獲全球百大科技研發獎(R & D 100 Awards)的「鈣迴路捕獲二氧化碳技術」,將其捕獲的二氧化碳經微藻利用,轉成生質燃料與高經濟價值的藻類產品。

根據每日科學網站(ScienceDaily)報導,康考狄亞大學的研究人員刊登在 2015 年 9 月號 《Technology》國際期刊的研究論文指出,他們發 現微藻的呼吸和光合作用可以發電,因為發生在植物細胞中的光合作用和呼吸作用,都涉及到電子傳遞鏈,研究人員在微藻進行光合作用和呼吸作用 時,可以透過電子的捕捉工作,進而產生電能。

光合作用的單位是由 1 個陽極、1 個陰極和質子交換膜組成,研究人員把微藻放置在陽極室裡面,隨著光合作用的進行,微藻就會開始釋放電子,讓電子通過電極表面,這時候外部負載就可以從相連的電池設備來吸收電子、產生電力與能量。微藻 1 個單位可以產生 993 毫伏(mV)的電壓與 36.23µW/cm2 的功率密度。

雖然這項技術還只是處於研發階段, 但研究人員認為微藻可以成為很不錯的生質能源原料, 然而,如何在小小的陽極與陰極間取得高電流密度與高功率密度,仍是研究人員的一大挑戰。 目前 由派克里撒密博士(Muthukumaran Packirisamy)帶領的實驗室團隊,將繼續尋找更為經濟效益的方法,希望有朝一日可以看到微藻發電商業化的運行。


關鍵字:微藻,潔淨能源,光合作用能技術

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