Das Lycopin in Klarglasflaschen gelagert, sie schnell abgebaut wird, ist es auch durch eine undurchsichtige Flasche ersetzt wird. Lösen Sie das Problem, aber diese Erkenntnis zu mehr wissenschaftlichen Fragen geführt, dachten die Forscher, in der Chemie, Degradation bedeutet in der Regel die Freisetzung von Elektronen Wenn die Geschwindigkeit der Freisetzung von Elektronen hoch genug ist, kann sie einen messbaren Strom erzeugen?
Solarenergie hat viele Vorteile, wie zum Beispiel der Verwendung von fossilen Brennstoffen zu reduzieren, sauberen, unerschöpflich, keine Kohlenstoff-Fußabdruck, etc. Aber es gibt Grenzen, die Sonne haben muss, wenn das Kind nicht in der Lage sein würde, bewölkt Über.
Ein gentechnisch verändertes Bakterium, das Licht nutzt, um Licht in Energie umzuwandeln, kann die Situation verändern, dass Solarenergie nicht an einem bewölkten Tag erzeugt werden kann Wissenschaftler in British Columbia haben eine billige, nachhaltige Quelle aus E. coli gebaut. Solarzellen, die eine bioverursachende Solarzelle erzeugten, wurden benannt, weil die Batterie aus Organismen bestand: Dies ist nicht die erste experimentelle biogenetische Solarzelle, sondern diesmal die Batterie Anders als in der Vergangenheit, sagen Wissenschaftler, dass die aktuelle Batterie stärkere Ströme erzeugen kann, außerdem kann die Batterie bei hellem Sonnenlicht bei schwachem Sonnenlicht genauso effektiv sein.
Egal welches Material, solange es Elektronen in der Sonne reagieren und freisetzen kann, können Sie versuchen, es für die Sonnenenergie zu nutzen.In Bio-Solarzellen ist das Material, das durch Sonnenlicht hervorgerufen wird, biologisch.Unter normalen Umständen verwenden Sonnenkollektoren anorganisch Kristallines Silizium erzeugt Strom, aber jetzt wird kristallines Silizium durch Farbstoff ersetzt.
'British Columbia eifrig eins werden der wichtigsten de-carbonize Volkswirtschaften der Welt', so Professor Institut für Chemie- und Bioingenieurwesen, University of British Columbia ˙ Vikramäditya Yadav (Vikramäditya Yadav) sagte. ‚Clean Energy Production und Versorgung ist der Schlüssel, dieses Ziel zu erreichen, während der Solarenergiesektor der Hauptkandidat Karbonisierung ist. jedoch, British Columbia Winterwetter ist schlecht Sonne Bedingungen, in diesem Fall auf einem gute Nutzung der Sonnenenergie zu machen, haben wir eine einzigartige Notwendigkeit das photovoltaische Material. '
Yadav sagte, dass ihre Lösungen nicht teuer sind und am Ende "so effizient sein können wie traditionelle Photovoltaik." Selbst wenn diese neuen biologischen Zellen nicht die Stärke herkömmlicher Materialien erreichen, denken die Forscher immer noch daran Neue Materialien können in einigen lichtarmen Umgebungen wie Minen und Tiefsee-Exploration eine wichtige Rolle spielen.
"Wir glauben, dass Bio-Cause-Solarzellen eine nützliche Ergänzung zur anorganischen Solarzellentechnologie sein werden", sagte Yadaf. "Schon in den frühen Phasen der Entwicklung ist die Anwendung dieser Technologie klar und breit. Erkunden Sie Umgebungen mit wenig Licht In Minen werden biologische zellengesteuerte Sensoren, wie wir sie entwickelt haben, eingesetzt.
Legende: Das obige Konzeptdiagramm zeigt, dass die Anode einer Solarzelle aus Biomaterial besteht, das aus orangefarbenen kugelförmigen Bakterien besteht, die auf der Oberfläche von Lycopin mit Titandioxid beschichtet sind. (Foto / Vikramiyah Yadav)
Früher konzentrierten sich Versuche, Bio-Solarzellen zu bauen, auf die Extraktion von natürlichen Farbstoffen, da Bakterien diese Farbstoffe für die Photosynthese benötigten. Der Prozess war komplex und teuer und es wurden toxische Materialien verwendet, die den Farbstoff schädigen würden Versuchen Sie ein paar verschiedene Optionen: Die Forscher haben den Farbstoff in den Bakterien gelassen, um mit dem Organismus zu interagieren, um die Bakterien dazu zu bringen, viel Lycopin zu produzieren.Dieses Lycopin ist das gleiche wie der Farbstoff in Tomaten und anderen roten Gewässern.
Dann bedeckten die Forscher die Bakterien mit einer Schicht aus Mineralien, die als Halbleiter fungierten, und applizierten die Mischung auf die Glasoberfläche, brachten eine Schicht aus beschichtetem Glas am Ende der Zelle als Anode an, und der normale Strom würde durchgehen. Diese Anode, die Stromdichte, die von dieser Vorrichtung erzeugt wird, ist viel größer als die Stromdichte, die durch andere Experimente auf dem Gebiet erzeugt wird. Der spezifische Wert ist 0,686 mA pro Quadratzentimeter und 0,362 mA pro Quadratzentimeter. Die Ergebnisse dieses Tests sind in veröffentlicht In der Zeitschrift "Klein".
Die Verwendung von photosensibilisierenden Farbstoffen stellt kein neues Konzept dar, stieß aber in früheren Studien auf Hindernisse: 1988 entwickelte der Schweizer Wissenschaftler Michael Grötzel eine Solarzelle mit photosensibilisierenden Farbstoffen. Farbstoffsensibilisierte Solarzelle (DSSC).
"Die meisten farbstoffsensibilisierten Solarzellen haben einige offensichtliche Einschränkungen", sagte Yadav. "Die Extraktion von Farbstoffen aus natürlichen Quellen erfordert die Verwendung von toxischen Lösungsmitteln und Energie sowie die Empfindlichkeit des Farbstoffs vor dem Eintritt in die Solarzelle. Die von uns entwickelten Geräte gehen direkt auf diese Einschränkungen ein und versuchen, diese Solarzelle in Produktion zu bringen, die besonders für den Einsatz in dunklen Umgebungen geeignet ist, und unsere Geräte sind billiger.
Dennoch bedeutet dies, gibt es einige Probleme. Die Bakterien in dem Energieerzeugungsprozess sterben, so Wege zu finden, um es lebendig zu machen, können Sie es effizienter nutzen, da die Bakterien unendlich Farbstoffe produzieren können. Zur gleichen Zeit, die Forscher planen, Zellen Feinabstimmung, kann es gleich sein wie herkömmliche Solarzellen mehr Energie.
'Unsere Erfindung ist die erste Generation von Prototypen, so dass das gewünschte Niveau der Silizium-Solarzelle benötigt eine große Verbesserung zu erreichen, um die Stromdichte der Silizium-Solarzelle, die unsere erste Generation Prototypen 25mal, sagte Yadav. ‚wir glauben nicht, dass unsere Technologie ist ein Konkurrent von konventionellen Solarzellen, in jedem Fall können wir noch nicht erreicht das Niveau der Stromerzeugung herkömmliche Solarzellen.‘
Wie viele wissenschaftliche Entdeckungen in der Vergangenheit ist diese Forschung auch zufällig. "Unsere anfängliche Motivation war es, Bakterien" kleine Fabriken "zu entwickeln, um große Mengen Lycopin und andere Carotinoid-Moleküle zu produzieren, um Nahrungsergänzungen zu machen", sagte Yadav. "Unser Team war jedoch mit der Lagerung des neu produzierten Lycopins konfrontiert."
Wenn Lycopin in transparenten Glasflaschen gelagert wird, bauen sie schnell ab, so dass die Forscher zu undurchsichtigen Flaschen wechseln.Das Problem ist gelöst, aber diese Entdeckung hat mehr wissenschaftliche Probleme verursacht, und die Forscher haben sich geöffnet. Eine neue Art zu erforschen. "In der Chemie bedeutet Abbau gewöhnlich die Freisetzung von Elektronen. Wir denken: Wenn die Geschwindigkeit der Elektronenfreisetzung hoch genug ist, kann sie dann einen messbaren Strom erzeugen?", So Yadav.
"Ein Student im Forschungsteam, nachdem er die Veränderung des Lycopins in einer transparenten Flasche gesehen hatte, sagte laut:" Wie viel ist Lycopin in der Sonne so abgebaut? Was ist, wenn wir es in eine Solarzelle geben? "Dieses Problem hat unser Interesse an der Entwicklung farbstoffsensibilisierter Solarzellen geweckt", erinnert sich Yadav. "Die Entscheidung, Mineralbeschichtungen direkt auf Bakterien anzuwenden, ist ein Glücksspiel, und dieses Spiel wird endlich belohnt. Es ist ein großer Verbündeter von Wissenschaftlern. Wir sind sehr dankbar für diese unerwartete Entdeckung und den neugierigen Studenten, denn er fragte: "Warum kann ich es nicht versuchen?"