光をエネルギーに変換する細菌を使用することで、曇った場所で太陽エネルギーをより広く利用することができます。©FotoAndalucia / Fotolia
ブリティッシュコロンビア大学の研究者は、光をエネルギーに変換する細菌から太陽電池を構築するための、安価で持続可能な方法を発見しました。
彼らのバッテリーは、従来のデバイスよりも多くの電流を生成し、薄暗い光と強い光のもとで効果的です。
この革新は、ブリティッシュコロンビア州と、曇りの日が一般的である北ヨーロッパの一部地域における太陽光エネルギーの普及の一歩となる可能性があります。 - 伝統的なソーラーパネルで使用される合成バッテリーほど効率的になることができます。
このプロジェクトを率いたUBCの化学生物学科のVikramaditya Yadav教授は、「我々は古くからの問題を解決し、より経済的な方向で太陽エネルギーを重要なステップにした。
太陽電池は、太陽電池パネルの礎石である。それらは光を電流に変換するための責任がある。生体確立する努力は以前に、これは高価で複雑なプロセスである。細菌光合成天然色素を抽出するための太陽電池に集中毒性溶媒を含む、及び色素分解を起こすことがある。
UBCの研究者溶液は、遺伝的リコピンを大量に産生するように操作された細菌、大腸菌での滞在を染色することである - 顔料としては、特にあるエネルギー側面に赤橙色トマト、収穫光エネルギーを表示することができ研究者らは、バクテリアに半導体として使用できるミネラルをコーティングし、混合物をガラス表面に塗布した。
太陽電池のアノードの概念図では、生物学的材料から作製され、これは、生体材料の表面を生成することができる順番で生成リコペンオレンジ球状細菌二酸化チタンのナノ粒子で被覆されることを示す。（図/ビクラマディツアYadavが） コーティングされたガラスは、セルの一端でアノードとして作用し、1平方センチメートル当たり0.686mAの電流密度を生じ、これは他の人がフィールドで作成した0.362mAよりも改善されている。
Yadav氏は次のように述べています。「我々は、バイオ太陽電池の最高電流密度を記録した。我々が開発しているハイブリッド材料は、経済的かつ持続可能に製造でき、完全に最適化された後、従来の太陽電池と同等の効率で動作できる。
コスト削減は見積もりが難しいが、Yadavは、このプロセスで色素生産コストを1/10に減らすことができると考えている.Yadavは、「聖杯」は細菌を殺す方法を見つけると言われている。顔料を無期限に生成する。
同氏は、これらの生体材料は、鉱業、深海探査およびその他の低光環境において、他の潜在的な用途を有すると付け加えた。
事故所得
「当初の動機は、大量のリコペンやその他のカロチノイド分子を生産して健康補助食品を作るための細菌の小さな工場を開発することだった」とYadav氏は言う。私たちのチームは、新たに生産されたリコピンを保管する際に挑戦しました。
リコピンが透明なガラス瓶に保存されると、それらは急速に分解するので、研究者は不透明なボトルに切り替える。問題は解決されるが、この発見はより科学的な問題を引き起こし、研究者は開放した。電子の放出速度が十分高いと、測定可能な電流を生成することができますか？」Yadavは次のように述べています。
研究チームの学生は、透き通ったボトルでリコピンの変化を見た後、「リコペンは太陽の下で分解しやすいのか？それを太陽電池に入れたらどうですか？ 「この問題は色素増感太陽電池の開発に関心を寄せている」とYadav氏は話している。「細菌に直接ミネラルコーティングを使用する決定は賭博であり、この賭けは最終的に報われる。科学者たちの偉大な同盟国です。私たちは、この予期せぬ発見と興味のある学生に心から感謝しています。
