L'uso di batteri che convertono la luce in energia può rendere l'energia solare più ampiamente disponibile in luoghi nuvolosi Fonte: © FotoAndalucia / Fotolia
I ricercatori dell'Università della British Columbia hanno scoperto un modo economico e sostenibile per costruire celle solari dai batteri che convertono la luce in energia.
Le loro batterie producono più corrente rispetto ai dispositivi precedenti e sono altrettanto efficaci in condizioni di scarsa illuminazione e sotto una luce intensa.
Questa innovazione potrebbe essere un passo nell'adozione diffusa dell'energia solare nella Columbia britannica e in alcune parti del nord Europa, dove i giorni nuvolosi sono comuni e con l'ulteriore sviluppo di queste celle solari, chiamate bio-sorgenti perché sono composte da organismi - Può diventare efficiente quanto le batterie sintetiche utilizzate nei tradizionali pannelli solari.
Vikramaditya Yadav, professore del Dipartimento di ingegneria chimica e biologica degli UBC che ha guidato il progetto, ha dichiarato: "Abbiamo risolto un antico problema e reso l'energia solare un passo importante in una direzione più economica".
Le celle solari sono la pietra angolare dei pannelli solari, sono responsabili della conversione della luce in energia elettrica.Precedenti sforzi per costruire celle bio-solari si sono concentrati sull'estrazione di pigmenti naturali utilizzati dai batteri per la fotosintesi.Questo è un processo costoso e complicato che coinvolge solventi tossici e Può causare la degradazione della tintura.
La soluzione dei ricercatori di UBC è di lasciare i coloranti nei batteri, che hanno ingegnerizzato geneticamente l'E. coli per produrre grandi quantità di licopene, un pigmento che rende i pomodori rosso-arancio, soprattutto quando si raccoglie l'energia luminosa in energia. Efficace: i ricercatori hanno ricoperto i batteri con minerali che potrebbero essere usati come semiconduttori e applicato la miscela sulla superficie del vetro.
Il diagramma concettuale mostra che l'anodo di una cella solare è costituito da materiale biologico, prodotto da batteri globulari arancioni rivestiti con nanoparticelle di biossido di titanio sulla superficie che produce licopene. (Foto / Vikramaditya Yadav) Il vetro rivestito agisce come l'anodo a un'estremità della cella e produce una densità di corrente di 0,686 mA per centimetro quadrato, che rappresenta un miglioramento rispetto agli 0,362 mA creati da altri sul campo.
Yadav ha dichiarato: "Abbiamo registrato la più alta densità di corrente delle celle bio-solari: i materiali ibridi che stiamo sviluppando possono essere fabbricati in modo economico e sostenibile e, dopo essere stati completamente ottimizzati, possono funzionare con l'efficienza equivalente delle celle solari tradizionali".
I risparmi sui costi è difficile da stimare, ma Yadav che questo processo può ridurre il costo di produzione di pigmenti a un decimo di quello originale. Yadav ha detto, 'Santo Graal' sarà trovare un modo per non uccidere i batteri, in modo che i batteri possono infinitamente produrre pigmento.
Egli ha aggiunto che, nel settore minerario, l'esplorazione in acque profonde e le altre condizioni di scarsa illuminazione, ci sono altre potenziali applicazioni di questi materiali biologici.
reddito contingente
Come molti precedenti scoperte scientifiche, come lo studio ha anche possibilità di reddito. 'La nostra motivazione iniziale era quello di sviluppare batteri' piccole fabbriche per la produzione di grandi quantità di licopene e carotenoidi altre molecole per la produzione di alimenti biologici, 'ha detto Yadav.' Tuttavia, la nostra squadra ha affrontato le sfide in serbo licopene appena generato '.
Quando il licopene viene conservato in bottiglie di vetro trasparenti, si degradano rapidamente, quindi i ricercatori passano alle bottiglie opache, ma il problema è risolto, ma questa scoperta ha causato più problemi scientifici e i ricercatori si sono aperti. Un nuovo modo di esplorare. "In chimica, il degrado di solito significa liberare elettroni. Pensiamo: se la velocità di rilascio degli elettroni è sufficientemente elevata, può produrre una corrente misurabile?", Ha detto Yadav.
"Uno studente del gruppo di ricerca, dopo aver visto il cambiamento di licopene in una bottiglia trasparente, disse ad alta voce:" Il licopene è così facile da degradare al sole? E se lo mettessimo in una cella solare? "Questo problema ha destato il nostro interesse nello sviluppo di celle solari sensibili alla tintura", ha ricordato Yadav. "La scelta di utilizzare il rivestimento minerale direttamente sui batteri è un gioco d'azzardo e questa scommessa viene finalmente premiata. È un grande alleato degli scienziati, siamo molto grati per questa inaspettata scoperta e per lo studente curioso, perché ha chiesto: "Perché non posso provare?"
