1.微型有机工质冷却核反应堆：

参考李晴，夏榜样，李司南，卢迪《微型有机工质冷却核反应堆概念研究》中的案例（美国的小型核电站Pipua（净发电功率为11.4Mw） 和 前苏联的模块化试验堆Arbus （其净发电功率为 750kw））

可知，设计一个净发电功率为1.5Mw的小型核反应堆是合理的。小型核反应堆将安装在“先锋号”上，在航行时进行海水淡化、提供动力，停泊在岸时为陆地供电。由于其功率较低，不会造成较大的蓄能压力。

2.灯塔塔式发电

海上控制灯塔和陆地塔式发电装置一体，使用400面定日镜，通过高精度跟踪技术，熔盐储热技术，超临界蒸汽发电技术，干式冷却技术实现高效，稳定的太阳能发电

3.锂离子液流电池

锂离子液流电池结合了锂离子电池和液流电池的特性，通过电解质溶液的循环流动来实现能量存储。充电时，锂离子从正极（如NMC）脱出，经过电解液移动到负极（如石墨）并嵌入，电能储存在电池中。放电时，锂离子从负极返回正极，释放电流供外部负载使用。电解质通过储罐和泵循环流动，支持持续的电化学反应并帮助散热。其能量密度高，适合大规模储能和可再生能源集成。

4.新的挑战

新的挑战出现，新的科技需要在百年的历程中不断发展，世界的能源分配也需要进行一定的条调整。现在的能源分配对生物技术发展的实验室运行，生产制造，计算分析，环境条件控制进行倾斜，在生物技术不断完善时不断增加能源的投入从而推进技术的更新迭代。最终可以实现生物的能源自给，减少或者补充世界的能源消耗。

a.能源需求主要包括：

1高性能计算资源：

数据采集和组学数据分析需要运行复杂的基因组学、转录组学、蛋白质组学等分析工具，这需要高性能计算能力支持，需要高通量测序设备（如基因测序仪）进行大规模的基因组、转录组和蛋白质组数据采集，耗费大量电能。

2实验室设备运行：

基因编辑（如CRISPR-Cas9技术）、合成生物学实验需要先进的实验室设备（如PCR仪、离心机等），这些设备的持续运行需要稳定电力供应。•  自动化液体处理系统：

高通量实验需要自动化设备进行试剂分配和样品处理，这些系统运行时耗能显著。多功能板式检测仪，组合光学、热学等检测功能，设备运行过程中光源和加热模块消耗。

3制造与生产：

生物特性材料的合成过程需要使用精密的生物反应器、纳米技术加工设备，这些设备在运行过程中也会产生能源消耗。材料合成需要高温、高压或真空环境，这些条件需要能源消耗。

4环境条件控制：

生物样本、试剂的储存需要低温冷链支持，特别是关键材料（如酶、试剂）的长期储存需要消耗冷冻能源。恒湿设备中湿度控制设备（如去湿机）需24小时运行，能耗显著。光学与屏蔽系统中避光或特定光源系统会产生持续的电力消耗

5外出探索研究生物的消耗：包括船只航行，生物的实地考察等

b.能源设计的调整：

1.优化储能：不断优化锂离子电池技术，增强电力储存能力，降低充放电损耗。实现更高效的储能技术，用于支持长期储存和大规模能源需求，保证实验进行的稳定。在实验室或研究机构安装本地储能设施，在低峰时储电，高峰时供电，优化能源利用。

2.提升供电稳定能力：

增加输电线路的气候适应性（如防雷、防风、防冰雪），降低自然灾害对能源供给的影响。确保在研究进行时的安全稳定性。

c能源协同促进科技方面

1.利用光合作用发电的概念结合了生物学和能源技术的创新，旨在模仿植物和藻类等生物通过光合作用将太阳能转化为化学能的过程，进而开发出可持续的能源生产方式。虽然直接通过光合作用发电的技术尚在研究和发展阶段，但目前已有几种与光合作用相关的能源技术正在探索和应用。

光生物电池（Bio-photovoltaics, BPVs）

光生物电池是一种模仿光合作用的设备，试图通过光合作用将阳光直接转化为电能。其基本原理是通过生物体（如藻类、植物或细菌）在光照下产生电子流，进而发电。

工作原理：

光合作用：植物或藻类等生物吸收光能，激发叶绿素等光敏分子，产生电子和质子。

电子转移：这些电子通过生物体内的电子传递链被转移到电极上。

电流产生：电子流经过外部电路传输，形成电流。

例如，一些研究利用蓝藻等光合细菌，在光照下通过其代谢过程生成电流，这种电流通过电极传输，形成电能。

优势：

利用光合作用的原理，能在光照条件下进行清洁发电。

可以实现可再生、低污染的能源生产。

2.光合作用与微生物发电（Microbial Fuel Cells, MFCs）

微生物燃料电池（MFC）是一种通过微生物代谢反应产生电流的技术，某些MFC系统能够通过微生物在有机物降解过程中吸收光能，利用光合作用产生电能。

工作原理：

微生物通过分解有机物（如糖、蛋白质等）释放电子。

这些电子通过外部电路流动，产生电流。

有些系统结合了光合微生物（如藻类），这些微生物在光照下能通过光合作用释放电子。

应用：这种技术主要应用于环境修复、废水处理等领域，能够将有机废弃物转化为电能。

3.利用植物进行能源收集

通过植物的生物电现象（如植物的呼吸作用或光合作用），将植物本身作为能源收集的介质。例如，有研究尝试在植物根系和电极之间产生电流。

原理：植物在吸水和吸收矿物质的过程中，能够生成微弱的电流。这些电流可以通过导电材料转化为电能。