|
/ o8 [5 @% L, p6 ?9 n e6 j* a) z
据英国能源研究中心报道，石油的产量将在2030年达到高峰，之后会逐年下降。为应对能源转型，人类正在积极开发利用新能源。目前的可再生新能源主要基于太阳能、风能，以及潜在开发的潮汐能、波浪能等。本台介绍一种有趣的海洋能——海洋生物发电，海洋生物发电技术有望在未来成为一种重要的可再生能源解决方案，助力全球能源转型和可持续发展。
, q9 j1 k/ T+ W G. E 海洋生物发电利用微生物燃料电池（MFC）或海洋生物质等技术从海洋生态系统中提取电能。这项新兴技术具有可再生、低碳排放的优点。其应用方向主要包括，微生物燃料电池、海藻生物质能等方面。 5 u1 _# o- z- d0 s* [
1)海洋微生物燃料电池 (Marine Microbial Fuel Cells) 利用微生物将有机物质转化为电能。例如一种革兰氏阴性海洋细菌Shewnella) Z5 D3 y; ]5 s" j
oneidensis可以利用多种生长原料作为呼吸底物，在呼吸作用过程中产生大量电子并可被细胞膜蛋白传递到细胞外。在微生物燃料电池体系中，微生物是作为阳极 (Anode) 产生电子（见图1）。在海洋中，很多产电微生物生活在海底淤泥中，因此在设计电子流动体系时可以考虑直接以海底淤泥作为电池阳极[1]。 $ s0 f( ^' h& Z6 J1 N [3 x" p
' M o% Q+ [% ]$ O+ H- B- |6 k% s
图1：微生物燃料电池示意图 2)生物质能是地球上最普遍的一种可再生能源，其是通过光合作用，将太阳能以化学能的形式储存在生物体内。我国的渤海、黄海、东海、南海，按自然疆界可达473万平方公里，向外海延伸至国际公共海域，蕴含着可供开发的海量的生物燃料资源。海洋微藻作为新型能源具有诸多优势：生长周期短，光合效率高。微藻是光合效率最高的光合生物之一；微藻具有盐碱适应能力，可利用海水、地下卤水等在滩涂、盐碱地进行大规模培养，无需占用农业用地，也不消耗淡水资源；而且利用封闭式光生物反应器培养藻，其养殖过程可以实现自动化控制。大量积累脂质，可高效生产生物燃油；一些产油微藻的脂肪总量可达湿重的50％～90％，有望成为最有前景的生物燃油来源[2]。0 u% R. X6 ]: j6 Q/ P
. F1 u2 E6 Y* g6 x$ u1 {& V! D' c 图2：海藻生物质能电场示意图 ' f( X) s" h" a5 s+ t
参考出处：
+ d9 }, {1 ]/ k$ s% m 1. Waste-Derived* K& g/ m8 k5 |8 f3 Y3 n
Bioenergy Production from Marine Environments, in Marine Bioenergy. 2015. p. 600-615. Q* `2 T& t3 A/ P4 E9 u8 I# X
2. Ullah, K., et
& p, K9 U7 c# g4 T, ?! C al., Algal biomass as a global source of& l t/ E: Z) _! `& `
transport fuels: Overview and development perspectives. Progress in Natural* N n4 O: c J) X# W, g0 D+ e
Science: Materials International, 2014. 24(4):: Q. C" h2 ?) N( ^6 j( w/ h5 b
p. 329-339.; g6 Z! w- K5 w$ d4 S1 J7 Z0 @
/ A. ^# I* t. @& a) h! l7 B% R
9 Y) ?: N# S2 u" }4 ?" O# x x! Z4 T! e' ^* l
% ?" l$ t4 [% n$ j/ P: i) {$ \
| 
