生物質(zhì)能主要是指植物通過葉綠素的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量
。它是僅次于煤炭
、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位
。
生物光伏利用光合微生物(如藍(lán)藻)作為光電轉(zhuǎn)換材料
，具有碳中性
、良好的環(huán)境相容性和潛在低成本等特點(diǎn)。但目前生物光伏發(fā)電最大的問題是
，BPV系統(tǒng)的輸出功率很低
，比太陽能光伏低3個(gè)數(shù)量級(jí)以上。其主要原因是藍(lán)藻等光合微生物雖然具有很高的光合效率
，但產(chǎn)電活性很弱
。在直接改造藍(lán)藻以強(qiáng)化其產(chǎn)電活性方面
，至今仍沒有突破，難以走向應(yīng)用
。
記者了解到
，李寅研究組成功合成的微生物組，由一個(gè)能夠?qū)⒐饽軆?chǔ)存在d-乳酸的工程藍(lán)藻和一個(gè)能夠高效利用d-乳酸產(chǎn)電的希瓦氏菌組成
。在這個(gè)合成微生物組中
，d-乳酸是兩種微生物間的能量載體。
李寅稱
，藍(lán)藻吸收光能并固定二氧化碳來合成能量載體d-乳酸
，希瓦氏菌氧化d-乳酸進(jìn)行產(chǎn)電，由此形成一條從光子到d-乳酸再到電能的定向電子流
，完成從光能到化學(xué)能再到電能的能量轉(zhuǎn)化過程
。
克服兩種微生物之間生理不相容難題
記者了解到，李寅研究組的創(chuàng)新之處在于通過在遺傳
、環(huán)境和裝置層面的設(shè)計(jì)、改造和優(yōu)化
，他們有效克服了兩種微生物之間生理不相容的問題
。由此創(chuàng)建的雙菌生物光伏系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高效
、穩(wěn)定的功率輸出
，其最大功率密度比目前的單菌生物光伏系統(tǒng)普遍提高10倍以上。
據(jù)資料顯示
，李寅研究組采用連續(xù)流加培養(yǎng)方式
，使得該雙菌生物光伏系統(tǒng)可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)40天以上的功率輸出，且平均功率密度達(dá)到較高水平
，產(chǎn)電時(shí)長(zhǎng)和單裝置輸出功率均達(dá)到了目前BPV系統(tǒng)的最高水平
。
尤其值得一提的是，這是國際上首次利用具有定向電子流的合成微生物組創(chuàng)建生物光伏系統(tǒng)
，也是我國第一臺(tái)生物光伏原型裝置
。研究表明，合成微生物組可以顯著提高BPV光電轉(zhuǎn)化效率
，打破了人們對(duì)生物光伏效率和壽命難以提高的固有認(rèn)識(shí)
，為進(jìn)一步提升BPV光電轉(zhuǎn)化效率奠定了重要基礎(chǔ)。
專家們認(rèn)為
，雖然生物光伏為太陽能利用提供了一條生物學(xué)路徑
，但這是一個(gè)全新的交叉學(xué)科。應(yīng)該說
，生物光伏目前在我國仍處于研發(fā)階段
，要真正走向規(guī)模應(yīng)用
，還有很長(zhǎng)的路要走。
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