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仪表网 仪表研发】中国科学院微生物研究所、天津工业生物技术研究所、青岛生物能源与过程研究所合作，创建了小型化仿生海洋电池，在生物光伏领域取得新进展。9月24日，相关研究成果以A miniaturized bionic ocean-battery mimicking the structure of marine microbial ecosystems为题，发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。
该研究受到海洋微生物生态系统是一个天然
太阳能生物转化系统的启发，根据其由初级生产者、初级分解者和终端消费者组成的基本特征，设计构建了一个由初级生产者(蓝藻)﹑初级分解者(大肠杆菌)和终端消费者(希瓦氏菌和地杆菌)构成的四菌微生物组，并证明四菌微生物组在系统内阻﹑最大功率密度和稳定性等方面最优，说明保持完整三级生态结构可实现高效生物光电转化。
进一步，研究针对蓝藻光合放氧与异养微生物厌氧产电之间存在的矛盾，阻断了大肠杆菌和希瓦氏菌的好氧呼吸途径，并开发了具有隔氧性能的导电水凝胶，将大肠杆菌、希瓦氏菌和地杆菌封装起来，形成能够隔氧且能进行电子传递的人工沉积层。研究将人工沉积层与含有蓝藻的水柱层组装在一起，制造出一体化的生物太阳能电池，可直接将光能转化为电能，并稳定运行1个月以上(图1)。
该生物太阳能电池模拟了海洋电池的基本物理结构和生态结构，但时空尺度显著压缩，可以视为一个小型化的仿生海洋电池(图2)。仿生海洋电池将生物光伏效率提高到新水平，为开发高效稳定的生物太阳能电池提供了新路径，并进一步展现了合成生态学的生物技术潜力。
研究工作得到国家自然科学基金﹑中科院战略性先导科技专项(B类)培育项目、中科院重点部署项目﹑中科院洁净能源创新研究院合作基金﹑博士后创新人才支持计划等的支持。
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