近日，福建農林大學周順桂教授團隊在國産頂級綜合性期刊《Research》（中科院一區，IF=11.036）上發表題爲“All-biobased hydrovoltaic-photovoltaic electricity generators for all-weather energy harvesting”的研究成果。
水伏效應（Hydrovoltaic Effect）的發現，開啓了系列水伏能源技術（如濕氣産電、蒸發産電等），也催生了一門全新的學科—水伏學（Hydrovoltaics）。水伏發電作爲從地球水循環獲取電能的綠色新能源技術，可將散落于環境的低品質高熵能源（如環境濕氣、環境潛熱等）直接轉化爲清潔電能，具有零汙染、零碳（甚至負碳）排放的獨特優勢，真正環境友好，在全球碳中和的背景下，可望發展成爲顛覆性未來能源技術。
濕氣發電（Hygroelectric technology）是水伏技術中發展最快、潛力最大的水電捕獲技術，它將環境中無所不在、幾乎無窮無盡的濕氣潛熱一步轉化爲電能。本團隊前期已報道，利用全細胞硫還原地杆菌（Geobacter sulfurreducens，簡寫G.s）生物膜實現濕氣發電，從而提出了生物膜水伏技術（Biofilm-based hydrovoltaic technology）。然而當前，生物膜水伏技術還存在能量來源單一、發電性能低的缺陷。在本文中，受自然界中附生植物葉片吸收濕氣的啓發，我們構建了G.s和PSII耦合的水伏-光伏發電機（HPEG）。結果顯示，其發電性能相對于單獨的濕氣發電機可提高1.73倍，最大輸出功率達1.24 W/m2，優于目前所有的濕氣發電機。該耦合發電機可在陰天、雨天或晴天産生電力並驅動電子顯示屏，爲同時捕獲水能-太陽能進行耦合發電提供理論指導。
生物基水伏-光伏耦合發電示意圖
據悉福建農林大學爲唯一通訊單位，我校任國平博士和胡啓昌副教授爲論文共同第一作者，周順桂教授和呂健教授爲共同通訊作者，該研究得到了國家傑出青年科學基金（41925028）、中國博士後科學基金（2022M710698）、福建省自然科學基金（2022J01154）和福建農林大學科技創新基金（CXZX2020101A）的資助。
原文鏈接：https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9873203/