Главная » Главные темы » «Живые» солнечные панели смогут добывать энергию даже в пасмурные дни 

«Живые» солнечные панели смогут добывать энергию даже в пасмурные дни 

Использование солнечных панелей для обеспечения или даже подпитки электроэнергией имеет ряд общеизвестных изъянов: они все еще крайне дороги как в приобретении, так и в обслуживании, требовательны к условиям установки, бесполезны ночью и почти не вырабатывают энергию в пасмурные дни. Однако, как сообщает портал MNN (Mother Nature Network), со ссылкой на опубликованные в научном журнале Small результаты исследовательского проекта Университета Британской Колумбии, ученым удалось найти перспективное решение для условий пониженной освещенности. 

По аналогии с «белкой в колесе», бесконечный бег которой теоретически может вырабатывать электричество, исследователи взялись за одну из разновидностей E. coli — это бактерии, проживающие в нижних отдела кишечника теплокровных животных, включая человека. Какие-то из них — просто безвредные симбионты, другие способны вызывать пищевые отравления. И вот один из видов этого семейства был приспособлен для выработки электричества в солнечных панелях.

Солнечные элементы (ячейки, фотоэлементы) являются основой солнечных батарей — они поглощают свет нашего светила и преобразуют его в электрический ток. Кроме минеральных, уже существует биологическая разновидность солнечных батарей. Размешенные в них бактерии занимаются фотосинтезом, вырабатывают природный краситель, что и позволяет элементам вырабатывать энергию. Такие панели дорогостоящи, и к тому же — токсичны, что значительно повышает цену их утилизации. Кроме того, бактерии — это живые организмы, они со временем теряют свою эффективность и погибают, и батареи, соответственно, снижают свою эффективность.

Исследователи из Университета Британской Колумбии решили использовать несколько другой подход. Они генетически модифицировали кишечную палочку таким образом, что после модернизации бактерия производит значительно больше ликопина, того самого вещества, которое окрашивает помидоры или мякоть арбузов в красный цвет. Как пишет Википедия: «Наличие 11 сопряженных двойных связей обуславливает светопоглощающее свойство ликопина и его способность к легкому окислению. Ликопин поглощает все длины волн видимого света, кроме самых длинных, поэтому он имеет красную окраску».

Ликопин естественным образом поглощает солнечный свет и преобразовывает его в энергию, причем именно красный окрас  позволяет ему поглощать больше света даже в пасмурные дни. Ученые проверили свои теоретические выкладки на практике — нанесли на модифицированные E. coli покрытие из полупроводникового металла, после чего заключили полученный элемент в стеклянную оболочку. Им удалось сгенерировать плотность тока 0,686 миллиампер на квадратный сантиметр, что на 0,362 больше показателей других биогенных солнечных элементов.

«Мы зафиксировали самую высокую плотность тока для биогенного солнечного элемента», — говорится в заявлении руководителя исследования, профессора химической и биологической инженерии Викрамадитья Ядава. «Разработанные нами гибридные материалы можно производить в промышленных масштабах и они устойчивы, и при достаточной оптимизации он смогут работать с эффективностью обычных солнечных ячеек». 

Минусом открытой технологии является тот факт, что бактерии не вечны. В процессе выработки энергии E. coli не выживают, и на место павших требуется замена. Если ученым удастся продлить жизнь кишечной палочки, или сделать ее бессмертной, то может быть разработан процесс, позволяющий E.coli производить ликопен неограниченное время.

«Наше изобретение — это прототип первого поколения, который нуждается в значительных улучшениях, прежде чем сможет достичь уровней кремниевых солнечных элементов, которые способны обеспечивать примерно в 25 раз большую плотность тока, чем батареи на основе бактерий», — поясняет Ядав. «Мы не рассматриваем нашу технологию как конкурента обычным солнечным элементам. Пока нет, во всяком случае». 

Тем не менее, именно биогенные панели могут стать палочкой-выручалочкой для отдельных регионов мира, где облачная погода царит большую часть года, а прочие ВИЭ неэффективны, и таких мест на нашей планете гораздо больше, чем можно представить на первый взгляд.

Оставить комментарий