藻类也能发电？NTU 科学家最新研究

近日，南洋理工大学的科学家的一项研究表明，将藻类蛋白质包裹在液滴中可以将藻类的光捕获和能量转换特性显著提高三倍之多。

藻类生物

藻类，又称作悬浮植物，包括数种不同类以光合作用产生能量的生物，其中有属于真核细胞的藻类，也有属于原核细胞的藻类。它们是能行光合作用的生物，并且一些藻类与比较高等的植物有关。

虽然其他藻类看似从蓝绿藻得到光合作用的能力，但是在演化上有独立的分支。所有藻类缺乏真的根、茎、叶和其他可在高等植物上发现的组织构造。

藻类与细菌和原生动物不同之处，是藻类产生能量的方式为光合自营。

（来源：维基百科）

上色的单细胞圆石藻，来源：维基百科

利用藻类蛋白质捕获光能

NTU的科学家们发现，覆盖池塘和海洋表面的各种不起眼的藻类可能是提高人工光合作用效率的关键，使科学家能够在人工光合作用的过程中产生更多能量并减少资源的浪费。

文章现已发表

藻类蛋白质被包裹在液滴中，来源：NTU官网

新加坡南大科学家的一项研究表明，将藻类蛋白质包裹在液滴中可以将藻类的光捕获和能量转换的效率提高三倍。

这种能量是在藻类进行光合作用时产生的，这是一个植物、藻类和某些细菌利用光能并将其转化为化学能的过程。

当光击中液滴时，光波会围绕液滴的弯曲边缘传播。液滴的行为就像一个谐振器，可以“困住”大量光线。

来源：NTU推特

因此，光被有效地困在液滴中的时间变得更长，从而为光合作用提供了更多的机会。因此光合作用可以产生更多的能量。

通过用藻类蛋白质涂覆液滴的外部也可以获得类似的结果。

前景展望

该团队的研究可能会带来一种新的、可持续的太阳能发电方式，该方式不依赖于不可再生的化石燃料或天然气。

NTU的科学家们，来源：NTU推特

基于藻胆蛋白（藻类中负责吸收光的蛋白质）的新型生物启发技术可用于制造更高效的太阳能电池，并为提高人工光合作用的效率奠基铺路。

使用藻类作为生物能源是可持续发展和可再生能源的热门话题，因为使用藻类可能会减少太阳能电池板制造过程中产生的有毒副产品的数量，实现节能环保的目标。

作者简介

此项研究是由助理教授Yu-Cheng, Chen带领他的团队完成的。

Asst Prof Yu-Cheng, Chen

来源：https://dr.ntu.edu.sg/cris/rp/rp00418

Yu-Cheng, Chen教授说：“由于藻胆蛋白独特的光合作用特性，藻胆蛋白在生物技术和固态设备的升级中具有广阔的应用前景。同时，提高光收集能量装置的效率一直是使用光作为电源设备的开发工作的核心。”

参考文献：

1."NTU Singapore scientists discover method to boost energygeneration from microalgae " NTU Media Release

2. Paper titled “Light-Harvesting in Biophotonic Optofluidic Microcavities via Whispering-Gallery Modes”, published in ACS Applied Materials Interfaces, 26 July 2021. DOI: 10.1021/acsami.1c09845