近日，福建农林大学周顺桂教授团队在国产顶级综合性期刊《Research》（中科院一区，IF=11.036）上发表题为“All-biobased hydrovoltaic-photovoltaic electricity generators for all-weather energy harvesting”的研究成果。
水伏效应（Hydrovoltaic Effect）的发现，开启了系列水伏能源技术（如湿气产电、蒸发产电等），也催生了一门全新的学科—水伏学（Hydrovoltaics）。水伏发电作为从地球水循环获取电能的绿色新能源技术，可将散落于环境的低品质高熵能源（如环境湿气、环境潜热等）直接转化为清洁电能，具有零污染、零碳（甚至负碳）排放的独特优势，真正环境友好，在全球碳中和的背景下，可望发展成为颠覆性未来能源技术。
湿气发电（Hygroelectric technology）是水伏技术中发展最快、潜力最大的水电捕获技术，它将环境中无所不在、几乎无穷无尽的湿气潜热一步转化为电能。本团队前期已报道，利用全细胞硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens，简写G.s）生物膜实现湿气发电，从而提出了生物膜水伏技术（Biofilm-based hydrovoltaic technology）。然而当前，生物膜水伏技术还存在能量来源单一、发电性能低的缺陷。在本文中，受自然界中附生植物叶片吸收湿气的启发，我们构建了G.s和PSII耦合的水伏-光伏发电机（HPEG）。结果显示，其发电性能相对于单独的湿气发电机可提高1.73倍，最大输出功率达1.24 W/m2，优于目前所有的湿气发电机。该耦合发电机可在阴天、雨天或晴天产生电力并驱动电子显示屏，为同时捕获水能-太阳能进行耦合发电提供理论指导。
生物基水伏-光伏耦合发电示意图
据悉福建农林大学为唯一通讯单位，我校任国平博士和胡启昌副教授为论文共同第一作者，周顺桂教授和吕健教授为共同通讯作者，该研究得到了国家杰出青年科学基金（41925028）、中国博士后科学基金（2022M710698）、福建省自然科学基金（2022J01154）和福建农林大学科技创新基金（CXZX2020101A）的资助。
原文链接：https://spj.sciencemag.org/journals/research/2022/9873203/