細菌也能作太陽能電池 光轉化電流密度創紀錄

2018年07月11日09:12  來源:科技日報
 
原標題:細菌也能作太陽能電池 光轉化電流密度創紀錄

據加拿大不列顛哥倫比亞大學(UBC)官網近日消息,該校研究人員開發了一種便宜且可持續的方法,利用細菌將光轉化為能量來制造太陽能電池,這種新電池產生的電流密度比以前此類設備更強,且在昏暗光線下的工作效率與在明亮光線下一樣。

研究人員表示,要在北歐和不列顛哥倫比亞省這樣陰雨天氣比較多的地方廣泛採用太陽能電池,這項創新邁出了重要一步。隨著技術進一步發展,這類由活體有機物制成——源於生物的(biogenic)太陽能電池效率可媲美傳統太陽能電池板內使用的合成電池。

以前建造源於生物的電池時,採取的方法是提取細菌光合作用所用的天然色素,但這種方法成本高且過程復雜,需要用到有毒溶劑,且可能導致色素降解。

為解決上述問題,研究人員將色素留在細菌中。他們通過基因工程改造大腸杆菌,生成了大量番茄紅素。番茄紅素是一種賦予番茄紅色的色素,對於吸收光線並轉化為能量來說特別有效。研究人員為細菌涂上了一種可以充當半導體的礦物質,然后將這種混合物涂在玻璃表面。他們採用涂膜玻璃作為電池陽極,生成的電流密度達0.689毫安/平方厘米,而該領域其他研究人員實現的電流密度僅為0.362毫安/平方厘米。

項目負責人、UBC化學和生物工程系教授維克拉姆帝亞·亞達夫表示:“我們記錄了源自生物的太陽能電池的最高電流密度。我們正在開發的這些混合材料,使其可通過經濟且可持續的方法制造,且最終效率能與傳統太陽能電池相媲美。”

亞達夫相信,這一工藝會將色素的生產成本降低10%。他們的終極夢想是找到一種不會殺死細菌的方法,從而無限地制造色素。此外,這種源於生物的材料還可廣泛應用於採礦、深海勘探以及其他低光環境等領域。(記者 劉霞)

(責編:劉丹(實習生)、吳亞雄)

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