In a Studie veröffentlicht diese Woche im klein Zeitschrift, University of British Columbia UBC Forscher haben die E. coli-Bakterien erfolgreich für die Stromversorgung von Solarzellen überarbeitet. Das Ergebnis waren Zellen, die im Vergleich zu ähnlichen biogenen Versuchen in der Vergangenheit einen stärkeren Strom erzeugten und sogar arbeiten konntenbei schwachem Licht.
Eine beeindruckende Stromdichte
Die Forscher berichteten von einer beeindruckenden aufgezeichneten Stromdichte von 0,686 Milliampere pro cm², die deutlich höher ist als die von anderen auf dem Gebiet erreichten 0,362. Diese verbesserten Zellen sind auch ideal unter Bedingungen wie dem bewölkten Himmel, der häufig in British Columbia BC zu finden ist.
„Unsere Lösung für ein einzigartiges BC-Problem ist ein wichtiger Schritt, um die Solarenergie wirtschaftlicher zu machen“, sagte in a Aussage Vikramaditya Yadav, Professor an der Abteilung für chemische und biologische Technik der UBC, der das Projekt leitete.
Solarzellen, die Bausteine von Sonnenkollektoren, sind für die Umwandlung von Licht in elektrischen Strom verantwortlich. Bei den meisten Versuchen, biogene Solarzellen herzustellen, ging es jedoch bisher darum, den natürlichen Farbstoff zu extrahieren, den Bakterien für die Photosynthese verwenden. Dies ist ein teurer, unpraktischer Prozessschließt die gefährliche Verwendung toxischer Komponenten ein.
Die Forscher von UBC verfolgten einen anderen Ansatz, bei dem sie den Farbstoff in den Bakterien belassen und stattdessen die E. coli gentechnisch so manipulierten, dass ungewöhnlich große Mengen Lycopin, ein starkes photoaktives Pigment, erzeugt wurden. Anschließend beschichteten sie die neuen Bakterien mit einem Mineral, das aus ihnen bestandvon TiO2-Nanopartikeln, die als Halbleiter fungierten und die resultierende Mischung weiter auf eine Glasoberfläche aufbrachten, um ihre Photovoltaik PV -Reaktion zu erhöhen.
„Wir haben die höchste Stromdichte für eine biogene Solarzelle aufgezeichnet“, erklärte Yadav. „Diese von uns entwickelten Hybridmaterialien können wirtschaftlich und nachhaltig hergestellt werden und können bei ausreichender Optimierung mit vergleichbaren Wirkungsgraden wie herkömmliche Solarzellen arbeiten.”
Besser und billiger
Yadav schätzt auch, dass das innovative Verfahren die Kosten für die Herstellung von Bakterienfarbstoffen um bis zu ein Zehntel senken kann. Sein Team untersucht derzeit ein Verfahren, mit dem die Bakterien geborgen werden können, damit sie auf unbestimmte Zeit Farbstoffe erzeugen können. Diese Lösung nennt er "heiliger Gral."
"Diese Arbeit legt eine solide Grundlage für die Entwicklung von Bio-PV-Materialien und organischer Optoelektronik der nächsten Generation, die umweltfreundlich, kostengünstig und einfach herzustellen sind", heißt es in der Studie. Darüber hinaus kann die Arbeit auch viele verschiedene zukünftige Anwendungsmöglichkeiten habeninsbesondere in Umgebungen mit wenig Licht wie Bergbau oder Tiefseeerkundung.
Dies ist nicht die einzige gute Nachricht für Solarzellen, die diese Woche herauskommt. Eine neue Studie wurde veröffentlicht. in Erweiterte Materialschnittstellen zeigte, dass p Olymer-Kunststoffsolarzellen könnten auch effizienter und stabiler sein als herkömmliche.
Von Bakterien zu Plastik scheint es einen Wettlauf um das nächste Material zu geben, das die Solarzellenwelt beherrscht. Glücklicherweise sind bei diesem Wettbewerb Umwelt und saubere Energie alle Gewinner.
Via : UBC