El uso de bacterias que convierten la luz en energía puede hacer la energía solar más ampliamente disponible en lugares donde los cielos nublados son ubicuos.
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Los investigadores de la Universidad de British Columbia han encontrado una forma barata y sostenible de construir células solares utilizando bacterias que convierten la luz en energía.
Sus baterías producen corrientes que son más fuertes que las generadas por dispositivos similares anteriores, y son tan eficaces en la luz tenue como en la luz brillante. Esta innovación puede ser un paso en la adopción generalizada de energía solar en la Columbia Británica, Prov. y partes del norte de Europa, donde los días nublados son comunes.
Con el desarrollo posterior, estas células solares-conocidas como fuentes biológicas porque están constituidas por organismos-pueden llegar a ser tan eficientes como las baterías sintéticas utilizadas en los paneles solares convencionales. Vikramaditya Yadav, profesor de química Ubcs y bioingeniería, quien dirigió el proyecto, dijo: "hemos resuelto un viejo problema y hemos hecho de la energía solar un paso importante en una dirección más económica".
' Las células solares son la piedra angular de los paneles solares. Son responsables de convertir la luz en electricidad. Esfuerzos previos para establecer células bio-solares centradas en la extracción de los pigmentos naturales que las bacterias utilizan para la fotosíntesis.
Este es un proceso costoso y complejo que implica disolventes tóxicos y puede llevar a la degradación del tinte. La solución de los investigadores de la UBC es dejar el colorante en las bacterias. Ellos genéticamente ingeniería de E. coli para producir una gran cantidad de licopeno-un pigmento que hace que los tomates parecen rojo-anaranjado y particularmente eficaz en la recolección de energía de la luz en el poder.
Los investigadores cubrieron las bacterias con los minerales que se podrían utilizar como semiconductores y aplicaron la mezcla a la superficie de cristal. El mapa conceptual muestra que el ánodo de una célula solar está hecho de material biológico, el cual es producido por bacterias esféricas de color anaranjado que pueden producir licopeno, el cual está cubierto con nanopartículas de dióxido de titanio. (figura/Vikramaditya Yadav)
El vidrio revestido, que actúa como ánodo en un extremo de la batería, produce una densidad actual de 0,686 ma por centímetro cuadrado, que es mejorada por 0,362 mAh creado por otros en el campo. "registramos la densidad de corriente máxima de las células solares biológicas", dijo Yadav. Estamos desarrollando estos materiales híbridos que pueden ser fabricados económicamente y sustentablemente. Y con la optimización completa, las células solares convencionales se pueden funcionar con eficacia considerable.
' Los ahorros de costos son difíciles de estimar, pero Yadav cree que el proceso puede reducir el costo de la producción de pigmentos a una décima parte del original.
Yadav dice que el ' Grial ' será una manera de encontrar maneras de no matar las bacterias, de modo que las bacterias puedan producir pigmentos indefinidamente.
Agregó que estos biomateriales tienen otras aplicaciones potenciales en minería, exploración de aguas profundas y otros ambientes de poca luz.
Ingresos accidentales Como muchos descubrimientos científicos en el pasado, el estudio fue una ganancia accidental. "Nuestro motivo inicial era desarrollar pequeñas fábricas de bacterias para producir una gran cantidad de licopeno y otras moléculas de carotenoides para hacer suplementos de salud", dijo Yadav. Sin embargo, nuestro equipo fue retado a almacenar el licopeno recién producido.
' Al almacenar el licopeno en una botella de vidrio transparente, se degradan rápidamente, y los investigadores son sustituidos por botellas opacas. El problema se resolvió, pero el descubrimiento llevó a más preguntas científicas, y los investigadores abrieron entonces una nueva vía para la exploración. "en química, la degradación generalmente significa liberar electrones, y pensamos: si los electrones son liberados a una velocidad suficientemente alta, ¿es posible generar corrientes medibles?
", dijo Yadav. Uno de los estudiantes en el grupo de investigación, después de ver el cambio de licopeno en una botella transparente, dijo en voz alta: ' ¿es el licopeno tan fácilmente degradado en el sol? ¿y si lo ponemos en una célula solar? "Este tema ha despertado nuestro interés en desarrollar células solares sensibilizadas con tintes", recuerda Yadav. "La decisión de usar recubrimientos minerales directamente sobre las bacterias fue una apuesta, y la apuesta terminó siendo recompensada. La coincidencia es un gran aliado de los científicos, y estamos muy agradecidos por el descubrimiento inesperado y el estudiante curioso, porque él preguntó: ' ¿por qué no podemos intentarlo?
