剑桥大学开发出基于藻类的生物电池，可提供可再生能源替代方案

露西亚·吉隆于2023年毕业于中央圣马丁艺术与设计学院生物设计硕士项目。她与剑桥大学生物化学系和工程师陈立夫合作了两年半的时间。他们共同研发出了生物光伏领域的原型产品。这项技术的工作原理与太阳能电池板类似，不同之处在于，它使用活的微生物而非硅来吸收光能。

细胞如何运作

细胞如何运作

剑桥大学这套系统中的活性生物是蓝藻，俗称蓝绿藻。它们进行光合作用时，会消耗阳光和二氧化碳，并产生持续的低强度电流。研究团队表示，随着时间的推移，这种生物体有望减少烟雾报警器和遥控器等设备对一次性电池的需求。

剑桥大学的克里斯·豪教授表示，这项技术在环境方面意义重大。他认为，这项技术可以用更清洁的能源取代数百万个小型电池。剑桥大学此前曾报道过一种生物光伏电池，它仅依靠环境光和水就能为微处理器持续供电一年以上。

据该大学称，藻类在运行过程中不会受到损害。在实验室中，同样的藻类培养物已经发电六年，目前仍在运行。

为生命系统进行设计

为生命系统进行设计

吉隆的工作是将实验室科学转化为易于理解、功能齐全的实物。他的团队已经制造出了一个紧凑型演示电池、一个收音机闹钟和一个温度传感器。这三款产品都使用生物光伏板供电。

设计要求非常具体。该装置必须具备消费电子产品的功能，同时还要为生物体维持适宜的生存环境。藻类生长在透明外壳内以接收光照。观察者可以直接观察生物过程。半透膜允许气体交换，同时防止水分流失。内部电极表面呈纹理状，类似丝状物，以促进生物元件和电子元件之间的紧密接触。

前面板饰有叶脉图案，一眼即可看出光合作用过程。该面板可拆卸，方便设备拆解，以便组件重复使用或回收。

规模、商业化和知名度

规模、商业化和知名度

这两个功能面板外形各异。一个是连接温度传感器的圆盘状装置，另一个是安装在收音机闹钟顶部的矩形面板。两者都比标准一次性电池大。吉隆表示，随着技术的改进和商业化，这项技术可能会变得更加紧凑。该团队正通过一家名为e-Pho的衍生公司进行开发。

可视性问题并非偶然。生物电池需要光照才能工作，它们无法像传统电池那样隐藏在密封外壳内。吉隆认为，这种限制在学校、公共建筑和共享空间等场所反而是一种优势。让使用者能够直观地了解能源的产生过程，本身就具有价值。

这一立场将该项目与更广泛的设计思维转变联系起来。生命系统正日益被视为环境技术的积极参与者，而不仅仅是原材料。蓝藻也出现在其他近期项目中，包括2025年威尼斯建筑双年展展出的作品以及Studio Swine的雕塑作品《隐形世界》。在建筑和材料研究领域，人们对利用微生物作为气候和生物多样性应用工具的兴趣日益浓厚。

技术现状

技术现状

剑桥大学的生物电池目前仍处于小规模生产阶段。展出的设备均为演示样机。要达到取代大众市场产品中一次性电池所需的规模，其商业可行性尚未得到证实，而且资料来源也没有明确e-Pho的商业化时间表。

然而，基础科学研究已经进行了多年。一个在实验室中放置六年仍能发电的细胞就是一个意义重大的数据点。全球小型一次性电池市场规模庞大。即使只是部分转向生物替代能源，也会对环境产生可衡量的影响。这项研究为这种转变提供了一个具体的、尽管尚处于早期阶段的方向。