|
% {5 S# `& X; t! I% V 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。
. {2 E4 g! O% x7 A @* v 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。
/ [/ u3 x0 s6 k0 f' o 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
$ p) q/ B h& k; r& Y7 H 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]。
( P4 F& W* v' G9 N 
) a Y0 d, Z/ \) V, g7 @
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]。9 q" t8 ? v1 `8 |5 j2 D
9 c- {3 Z8 o& k$ C5 y7 j( Q0 q0 o; J 图2：海藻生物质能电场示意图 ! |/ w) x! ^: z6 J
参考出处： - _+ _; u* s8 K9 W3 E. d# j4 B
1. Waste-Derived- [, v4 ]" M' R
Bioenergy Production from Marine Environments, in Marine Bioenergy. 2015. p. 600-615. ; A4 y# S4 b) \& B" e
2. Ullah, K., et
) v6 h6 E+ @& x al., Algal biomass as a global source of. h7 v) ^9 r5 C1 l7 q6 [% m
transport fuels: Overview and development perspectives. Progress in Natural, \9 B$ b6 c; s3 A
Science: Materials International, 2014. 24(4):9 u; a O4 }* ^) y2 W9 i% n0 b- f
p. 329-339.( o5 A) |4 R# { O4 }) x
7 z; E. t; r( A; J# d* E$ X+ G
$ q8 A* Q Q& n7 U8 v7 R( b, E: ? P6 c4 R( p
; T7 A" y% l8 _" o
| 
