Bakteriedrevne solceller omdanner lys til energi, selv under overskyet himmel

University of British Columbia forskere har fundet en billig, bæredygtig måde at bygge en solcelle på ved hjælp af bakterier, der omdanner lys til energi.

Deres celle genererede en strøm stærkere end nogen tidligere optaget fra sådan en enhed, og arbejdede lige så effektivt i svagt lys som i stærkt lys.

Denne innovation kan være et skridt i retning af en bredere anvendelse af solenergi på steder som British Columbia og dele af det nordlige Europa, hvor overskyet himmel er almindeligt. Med videreudvikling, disse solceller - kaldet "biogene", fordi de er lavet af levende organismer - kan blive lige så effektive som de syntetiske celler, der bruges i konventionelle solpaneler.

"Vores løsning på et unikt f.Kr.-problem er et væsentligt skridt hen imod at gøre solenergi mere økonomisk, " sagde Vikramaditya Yadav, en professor i UBC's afdeling for kemisk og biologisk ingeniørvidenskab, der ledede projektet.

Solceller er byggestenene i solpaneler. De gør arbejdet med at omdanne lys til elektrisk strøm. Tidligere bestræbelser på at bygge biogene solceller har fokuseret på at udvinde det naturlige farvestof, som bakterier bruger til fotosyntese. Det er en dyr og kompleks proces, der involverer giftige opløsningsmidler og kan få farvestoffet til at nedbrydes.

UBC-forskernes løsning var at lade farvestoffet blive i bakterierne. De gensplejsede E. coli til at producere store mængder lycopen - et farvestof, der giver tomater deres rød-orange farve og er særligt effektivt til at høste lys til omdannelse til energi. Forskerne beklædte bakterierne med et mineral, der kunne fungere som en halvleder, og påført blandingen på en glasoverflade.

Med det coatede glas fungerer som en anode i den ene ende af deres celle, de genererede en strømtæthed på 0,686 milliampere pr. kvadratcentimeter - en forbedring i forhold til de 0,362 opnået af andre i feltet.

"Vi registrerede den højeste strømtæthed for en biogen solcelle, " sagde Yadav. "Disse hybridmaterialer, som vi udvikler, kan fremstilles økonomisk og bæredygtigt, og, med tilstrækkelig optimering, kunne yde en sammenlignelig effektivitet som konventionelle solceller."

Omkostningsbesparelserne er svære at estimere, men Yadav mener, at processen reducerer omkostningerne ved farveproduktion til omkring en tiendedel af, hvad den ellers ville være. Den hellige gral, Yadav sagde, ville være at finde en proces, der ikke dræber bakterierne, så de kan producere farve på ubestemt tid.

Han tilføjede, at der er andre potentielle anvendelser for disse biogene materialer i minedrift, dybhavsudforskning og andre miljøer med lavt lys.

Forskningen er offentliggjort i den seneste udgave af tidsskriftet Lille .