太陽能誘導的混合燃料電池

圖片：太陽能誘導的直接使用生物質發電的混合燃料電池。這種燃料電池依賴於POM催化劑（小瓶中所示），當與光發生反應
，它改變了顏色。

suiranyoujiachunhuoqinggongdiandediwenranliaodianchiyijingbeiguangfanyanjiu
，danyouyuqueshaoduijuhewucailiaodeyouxiaocuihuaxitong，xianyoudediwenranliaodianchijishubunengzhijieshiyongshengwuzhizuoweiyizhongranliao。jinri，meiguozuozhiyaligongxueyuandekexuejiayanzhichuyizhongxinxingdiwenranliaodianchi，zaicuihuajibangzhuxiatongguojihuotaiyangnenghuoreneng，keyijiangshengwuzhizhijiezhuanhuaweidianneng。gaixiangyanjiuchengguoyifabiaoyuNature Communications雜誌上。

zhezhonghunhedongliranliaodianchikeyishiyonggezhongshengwuzhiyuanliao，baokuodianfen，xianweisu，muzhisu，shenzhiliuzhiji，fenzhuangmucai
，weizaohejiaqinjiagongfeiqiwu。gaishebeikezaifazhanzhongguojiaweixiaoguimodanweitigongdianli
，bingzaishengwuzhishuliangfengfudediquweidaxingsheshitigongdianli。

yanjiurenyuanjieshao，tamenkaifadezhezhongxinfangfakeyizaishiwenxiachulishengwuzhi，bingqieshengwuzhideleixingbushouxianzhi。zheshiyizhongfeichangtongyongdefangfa，keyiliyonggezhongshengwuzhiheyoujifeiqiwufadian，erqiebuxuyaoduiyuanliaojinxingchunhua。shengchanshengwuzhiranliaodianchidetiaozhanshi
，shengwuzhizhongdetan-碳tan鍵jian不bu能neng被bei常chang規gui的de催cui化hua劑ji，包bao括kuo貴gui金jin屬shu分fen解jie。為wei了le解jie決jue這zhe一yi問wen題ti，科ke學xue家jia們men已yi經jing開kai發fa出chu了le微wei生sheng物wu燃ran料liao電dian池chi
，其qi中zhong的de微wei生sheng物wu或huo酶mei可ke以yi分fen解jie生sheng物wu質zhi。但dan是shi該gai方fang法fa存cun在zai許xu多duo缺que點dian，從cong這zhe種zhong電dian池chi中zhong輸shu出chu的de功gong率lv是shi有you限xian的de

，微wei生sheng物wu或huo酶mei隻zhi能neng選xuan擇ze性xing地di分fen解jie特te定ding類lei型xing生sheng物wu質zhi，而er且qie生sheng物wu係xi統tong在zai很hen多duo因yin素su下xia會hui失shi效xiao。佐zuo治zhi亞ya理li工gong學xue院yuan的de科ke學xue家jia通tong過guo改gai變bian其qi化hua學xue反fan應ying，允yun許xu外wai部bu能neng源yuan激ji活huo燃ran料liao電dian池chi的de氧yang化hua-還原反應來解決了這些問題。

在這個新係統中，生物質被碾碎
，並與多金屬氧酸鹽（POM）催化劑溶液混合在一起
，然後暴露在太陽光下或進行加熱。作為一種光化學和熱化學催化劑，POM既可用作氧化劑又可作為電荷載體。POM在(zai)光(guang)和(he)熱(re)輻(fu)射(she)下(xia)氧(yang)化(hua)生(sheng)物(wu)質(zhi)，並(bing)將(jiang)電(dian)荷(he)從(cong)生(sheng)物(wu)質(zhi)運(yun)送(song)到(dao)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)陽(yang)極(ji)。這(zhe)些(xie)電(dian)子(zi)隨(sui)後(hou)被(bei)輸(shu)送(song)到(dao)陰(yin)極(ji)

，並(bing)最(zui)終(zhong)通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)電(dian)路(lu)被(bei)氧(yang)化(hua)產(chan)生(sheng)電(dian)。

研究人員解釋，如果在室溫下混合生物質和催化劑

，它們是沒有反應的。但是將它們暴露在光或熱下，反應開始了。POM引(yin)入(ru)了(le)一(yi)個(ge)中(zhong)間(jian)步(bu)驟(zhou)，因(yin)為(wei)生(sheng)物(wu)質(zhi)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)接(jie)觸(chu)到(dao)氧(yang)。該(gai)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)多(duo)優(you)點(dian)，它(ta)結(jie)合(he)光(guang)化(hua)學(xue)和(he)太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)降(jiang)解(jie)生(sheng)物(wu)質(zhi)在(zai)一(yi)個(ge)單(dan)一(yi)的(de)化(hua)學(xue)過(guo)程(cheng)，並(bing)引(yin)導(dao)了(le)高(gao)太(tai)陽(yang)能(neng)轉(zhuan)化(hua)和(he)有(you)效(xiao)生(sheng)物(wu)質(zhi)降(jiang)解(jie)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)沒(mei)有(you)使(shi)貴(gui)金(jin)屬(shu)作(zuo)為(wei)陽(yang)極(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)，因(yin)為(wei)燃(ran)料(liao)的(de)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)是(shi)由(you)POM溶液催化的。最後，由於POMshihuaxuewendingde，hunheranliaodianchikeyishiyongweichunhuadejuheshengwuzhierbuyongdanxinguijinshuyangjizhongdu。gaixitongkeyishiyongshuirongxingshengwuzhi
，huoyoujicailiaoxuanfuzaiyetizhong。zaishiyanzhong，ranliaodianchiyunxinglechangda20小時
，這表明POM催化劑不需要進一步處理就可以重複利用。

在論文中
，研究人員報告其最大功率密度為每平方厘米0.72毫瓦
，這比基於纖維素的微生物燃料電池高近100倍。科學家們認為當這一過程優化後，其輸出量還可以提高五到十倍。