[發明專利]一種光合膜蛋白發電機

無效

• 申請號: 201210478182.4
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN103840739A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 吉金鵬
• 申請（專利權）人: 上海市浦東新區知識產權保護協會
• 主分類號: H02S10/00
• 分類號: H02S10/00;H01G9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及新能源領域，特別是一種可以利用能進行光合作用生物的光合膜蛋白進行發電的新型生物光伏光合膜蛋白發電機。

背景技術

當今世界化石能源日趨枯竭，化石能源帶來了嚴重的污染問題。太陽能的利用可以從根本上解決上述問題。高效太陽能電池的研制是新型能源研究的熱點。

眾所周知，光合作用是地球上最重要的化學反應。光合膜蛋白吸收傳遞效率達到90%-98%。光合反應中心能量轉化的量子效率幾乎能達到100%。

如果把PSI與電子供體連接，光照PSI將驅動電子注入到電極，產生電勢差，即是PSI基太陽能光伏元件。基于這種想法2004年MIT的張曙光等將菠菜PSI固定于納米TiO2電極上，制成了第一個PSI基生物光伏元件，2007年日本學者Nao?Terasaki等成功的將PSII固定在涂有金納米顆粒的電極上，研制成了第一個PSII基太陽能電池。目前，中國科學院的植物所、化學所、技術物理所以及國家納米中心等單位正著手研制新型的生物光伏電池。

目前,商品化的太陽能電池生產成本高，光電轉化效率低，限制了太陽能電池的廣泛應用。隨著對太陽能制品需求量的增加，生物太陽能電池應運而生。這種基于光合原理的太陽能電池，在理論上有高的光電轉化率和很強的可塑性。此外，環保可再生也是此種電池的特點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對目前化石能源日趨枯竭，化石能源帶來了嚴重的污染問題，提供一種新型生物光伏光合膜蛋白發電機，可以廣泛的用于日常的生產和生活。

本發明采用的技術方案是：該裝置包括太陽能生物光伏電池、導線4和多功能控制器6。太陽能光伏電池包括光合膜蛋白PSI1、電極2、電極底座3；多功能控制器6包括顯示屏8、控制面板5、電流輸出接口7。

光合膜蛋白PSI1固定在電極2上，電極2固定在絕緣底座3上，電極2的兩端通過電線4與多功能控制器6相接。多功能控制器6帶有顯示屏8、控制面板5、電流輸出接口7，可以將光合膜蛋白發電機產生的電流進行升壓、降壓等變化，以滿足不同場合，不同使用者的要求。

采用了蔗糖密度梯度離心的方法，分離得到較高活性的PSI，并對PSI進行各種光譜及亞基組成表征。

將光合膜蛋白與染料敏化電池結合，改變了傳統敏化劑的光譜響應范圍窄、光電轉化效率低和環境污染等缺陷。

通過對不同表面活性劑的篩選，得出不同表面活性劑的穩定效果，其中短肽表面活性劑I5K2對PSI有最好的穩定效果，本裝置也主要使用該類活性劑。

與一般的染料敏化太陽能電池相比，光合膜蛋白基電池以復雜的光合膜蛋白PSI為光敏劑，來代替傳統的金屬釕配合物和卟啉類配合物光敏劑。

本發明所具備的優勢是：轉化效率很高，接近100%；捕光范圍幾乎覆蓋了整個可見光區（380?nm-750?nm）；PSI環保，可自然降解，不存在對環境污染；新型生物光伏光合膜蛋白發電機結構簡單、制作成本低。適用于大功率發電系統、家庭發電系統；無線電力、無線通訊；計算機、手錶、電動玩具、收音機等的電力供應以及汽車、船舶、交通標志、道路照明、燈塔等。?新型生物光伏光合膜蛋白發電機光電轉化效率高，應用材料廣泛，環保等特點，可以代替昂貴的硅基太陽能電池，甚至可以作為化石能源的輔助能源，可廣泛用于各種有足夠光照的場合。

附圖說明

圖1是?光伏光合膜蛋白發電機結構圖

其中：1.光合膜蛋白PSI?2.電極?3.電極底座?4.導線?5.控制面板?6.多功能控制盒?7.電流輸出接口?8.顯示屏。

具體實施方式

本裝置適用于大功率發電系統、家庭發電系統；無線電力、無線通訊；計算機、手錶、電動玩具、收音機等的電力供應以及汽車、船舶、交通標志、道路照明、燈塔等。?????新型生物光伏光合膜蛋白發電機光電轉化效率高，應用材料廣泛，環保等特點，可以代替昂貴的硅基太陽能電池，甚至可以作為化石能源的輔助能源，可廣泛用于各種有足夠光照的場合。