Yeni bakteriyel güneş pili: düşük maliyetli ve sürdürülebilir!
Kılavuz
Son zamanlarda, Kanada'daki British Columbia Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, güneş pilleri oluşturmak için ışığı enerjiye dönüştürmek için bakterileri kullanan ucuz ve sürdürülebilir bir yöntem keşfettiler. Tasarladıkları batarya, bu tür bir cihaz tarafından daha önce kaydedilenden daha güçlü bir akım üretir ve loş ışıkta parlak ışıkta olduğu gibi aynı verime sahiptir.
arka fon
Güneş enerjisi, büyük gelişme ve kullanım değeri olan yeni bir enerjidir. Temiz, çevre dostu, yenilenebilir, elde edilmesi kolay ve düşük maliyetli olma avantajlarına sahiptir ve kapsamlı bir şekilde geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Bunlar arasında güneş pilleri, güneş enerjisini doğrudan depolama için elektrik enerjisine dönüştürebilen güneş enerjisini kullanmanın çok tipik bir yoludur.
(Resim kaynağı: Wikipedia)
Güneş enerjisinin etkili kullanımı genellikle güneşli ve güneşli havayı gerektirir, ancak yağmurlu hava genellikle dünyanın belirli bölgelerinde meydana gelir, örneğin: Kanada ve Kuzey Avrupa'da British Columbia. Bulutlu bulutlar güneş ışığını engeller ve ışığı azaltır, bu da güneş pillerinin verimliliğini etkiler.
Yenilikçilik
Bununla birlikte, son zamanlarda Kanada'daki British Columbia Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, güneş pillerinin loş ışıkta olduğu kadar parlak ışıkta da verimli çalışmasını sağlayan ucuz ve sürdürülebilir bir çözüm geliştirdiler. Bu tür güneş pili, ışığı enerjiye dönüştürmek için bakteri kullanır ve üretilen akım, önceki benzer güneş pilleri tarafından kaydedilenden daha güçlüdür.
(Resim kaynağı: Flickr / LillyAndersen)
teknoloji
Bu tür güneş pilleri, canlı organizmalardan oluştukları için "biyojenik" güneş pilleri olarak da adlandırılır. Bu, yazarın bu tür biyolojik olarak türetilmiş güneş pillerini ilk kez tanıtması değil. Önce daha önce tanıtılan iki durumu gözden geçirelim:
1) Binghamton Üniversitesi ve New York Eyalet Üniversitesi'nden araştırmacılar, mevcut benzer hücrelerden daha yüksek güç yoğunluğuna ve daha uzun çalışma süresine sahip minyatür bir biyolojik güneş pili tasarladılar.
(Resim kaynağı: Seokheun Choi)
2) Imperial College, Cambridge Üniversitesi ve Central Saint Martins Sanat ve Tasarım Koleji'nden araştırmacılar, tek bir üründe bir güneş enerjisi biyo-hücresi ve güneş paneli geliştirmek için canlı siyanobakteri ve devreleri kağıda bastılar.
(Resim kaynağı: Imperial College London)
Bu iki durumun tanıtılmasıyla, herkes biyolojiden türetilen güneş pillerine aşina olmamalıdır. Aşağıda, biyolojik olarak türetilmiş bu güneş pilini inşa etme sürecinde karşılaşılan bazı sorunlara bakıyoruz:
Daha önce, bu tür piller üzerinde yapılan araştırmaların çoğu, bakteriyel fotosentezde kullanılan doğal boyaların çıkarılmasına odaklanıyordu. Ancak bu, toksik çözücüler içeren ve boyanın bozulmasına neden olabilen pahalı ve karmaşık bir işlemdir.
Yukarıdaki sorunları çözmek için UBC araştırmacılarının planı Boyayı bakterilerde bırakın . Escherichia coli'yi büyük miktarda likopen üretmek için genetik mühendisliği yoluyla modifiye ettiler. Likopen, domatese kırmızı rengini veren ve özellikle ışığı absorbe etmede ve enerjiye dönüştürmede etkili olan bir boyadır. Araştırmacılar, bakterileri yarı iletken görevi görebilen bir mineralle kapladılar ve karışımı cam yüzey üzerine kapladılar.
Pilin bir ucunda anot olarak kaplamalı cam kullandılar ve alandaki diğer araştırmacılar tarafından elde edilen 0,362 mA / cm²'lik bir iyileştirme olan 0,689 mA / cm²'lik bir akım yoğunluğu oluşturdular.
değer
British Columbia Üniversitesi Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü'nde profesör ve projenin lideri olan Vikramaditya Yadav, "Canlı organizmalardan elde edilen güneş pillerinin mevcut en yüksek yoğunluğunu kaydettik. Geliştirmekte olduğumuz bu hibrit malzemeler ekonomik ve sürdürülebilir bir şekilde üretilebilir. , Ve tam optimizasyon sayesinde, geleneksel güneş pillerinin verimliliğiyle karşılaştırılabilir. "
Maliyet tasarruflarını tahmin etmek zordur, ancak Yadav, bu işlemin boya üretim maliyetlerini diğer yöntemlere kıyasla% 10'a kadar azaltacağına inanmaktadır. Yadav, nihai hayalin, zaman zaman boya yapabilmeleri için bakterileri öldürmeyen bir süreç bulmak olduğunu söyledi.
Bu yenilik, bulutlu günlerin yaygın olduğu yerlerde güneş enerjisinin daha ekonomik ve verimli kullanılması hedefine yönelik önemli bir adımdır ve aynı zamanda yeşil, ucuz ve üretimi kolay biyo-fotoelektrik malzemelerin ve yeni nesil organik fotoelektrik cihazların geliştirilmesi için bir temel oluşturmaktadır. Sağlam temel.
Yadav, biyolojik olarak türetilen bu malzemenin madencilik, derin deniz keşfi ve düşük ışıklı ortamlardaki diğer uygulamalar gibi başka potansiyel uygulamalara sahip olduğunu da sözlerine ekledi.
Anahtar kelime
Güneş enerjisi, piller, bakteriler
Referans
[1] https://news.ubc.ca/2018/07/05/bacteria-powered-solar-cell-converts-light-to-energy-even-under-overcast-skies/
2 Sarvesh Kumar Srivastava, Przemyslaw Piwek, Sonal R. Ayakar, Arman Bonakdarpour, David P. Wilkinson, Vikramaditya G. Yadav. Biyojenik Fotovoltaik Bir Malzeme .Küçük, 2018; 14 (26): 1800729 DOI: 10.1002 / smll.201800729
