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首页> 外文期刊>Energy & environmental science >Biophotovoltaics: oxygenic photosynthetic organisms in the world of bioelectrochemical systems
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Biophotovoltaics: oxygenic photosynthetic organisms in the world of bioelectrochemical systems

机译：生物光伏：生物电化学系统中的氧合光合生物

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摘要

The field of bioelectrochemical system (BES) research includes a wide range of emerging technologies that utilise microbes to catalyze anodic and/or cathodic reactions within a fuel cell setup, and has developed greatly in the last 2-3 years. Although the vast majority of BESs utilise organic substrates as a fuel source (e.g. microbial fuel cells), several systems have been developed that are fuelled by light energy. In this review we focus on and contextualise a specific subset of light-harvesting BESs, which we have called biophotovoltaic systems (BPVs). BPVs utilise oxygenic photosynthetic organisms, such as microalgal and cyanobacterial species, to harvest light energy to generate current, critically, in the absence of an organic feedstock. Here we discuss the state-of-the-art for all light-harvesting BESs and present a novel classification system to illustrate how BPVs integrate into the broad fields of BES and photovoltaic research. We compare and contrast the present understanding of electron transfer pathways in systems that use heterotrophic microbes with those in cyanobacteria-based BPVs. Finally we present, for the first time, an estimate of the achievable power outputs of this emerging technology.
机译：生物电化学系统（BES）研究领域包括各种新兴技术，这些技术利用微生物催化燃料电池装置中的阳极和/或阴极反应，并且在过去2-3年中取得了长足的发展。尽管绝大多数BES使用有机底物作为燃料源（例如微生物燃料电池），但已经开发了几种由光能提供燃料的系统。在这篇综述中，我们关注光采BES的特定子集并对其进行情境化，我们将其称为生物光伏系统（BPV）。 BPV在没有有机原料的情况下，利用含氧的光合作用生物（例如微藻和蓝细菌）来收集光能以产生电流。在这里，我们将讨论所有光采BES的最新技术，并提出一种新颖的分类系统，以说明BPV如何整合到BES和光伏研究的广泛领域中。我们比较并对比了目前使用异养微生物与基于蓝细菌的BPV中的系统对电子转移途径的理解。最后，我们首次提出了对该新兴技术可实现的功率输出的估计。

著录项

  • 来源
    《Energy & environmental science》 |2015年第4期|1092-1109|共18页
  • 作者

    McCormick Alistair J.; Bombelli Paolo; Bradley Robert W.; Thorne Rebecca; Wenzel Tobias; Howe Christopher J.;

  • 作者单位

    Univ Edinburgh, SynthSys, Edinburgh EH9 3BF, Midlothian, Scotland|Univ Edinburgh, Sch Biol Sci, Inst Mol Plant Sci, Edinburgh EH9 3BF, Midlothian, Scotland;

    Univ Cambridge, Dept Biochem, Cambridge CB2 1QW, England;

    Univ London Imperial Coll Sci Technol & Med, Dept Life Sci, London SW7 2AZ, England;

    Norwegian Inst Air Res, Dept Environm Impacts & Econ, NO-2027 Kjeller, Norway;

    Univ Cambridge, Dept Phys, Cavendish Lab, Cambridge CB3 0HE, England;

    Univ Cambridge, Dept Biochem, Cambridge CB2 1QW, England;

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