Изследователи направиха пробив в биологичните соларни клетки

Изследователи от Ruhr-Universitat Bochum са създали биологична слънчева клетка, способна да произвежда непрекъснат електрически ток от няколко нановата на квадратен сантиметър. Новият подход избягва увреждането на използвните фотосинтезиращи клетки – проблем, който измъчвше всички досегашни опити да се впрегне природната „електроцентрала“.

cyanobacteria-hot-spring

Въпреки че технологията е все още в начален стадий, биологичната слънчева клетка може да предложи няколко предимства в сравнение с фотоволтаичните системи, а именно по-голяма ефективност плюс факта, че те не са зависими от силиция и скъпите редкоземни метали. От друга страна обаче системите, разработени до този момент, не са много трайни и не произвеждат много енергия.

Досегашните опити за овладяване на процеса на фотосинтезата за производството на електроенергия са били концентрирани върху овладяването на само една от двете стъпки, известни като „Z-схемата“. Това е процесът на фоторедукция, където светлинната енергия се превръща в химическа енергия чрез две стъпки – две фотосистеми. Когато едно растение, водорасло или цианобактерия абсорбира светлинен фотон, един електрон в рамките фотосистема-2 се възбужда и постига по-високо енергийно ниво. Този нестабилен електрон се пренася чрез серия от окислително-редукционни реакции надолу по транспортната верига, за да стигне до фотосистема-1.

Първоначално екипът на RUB, водени от проф. Волфганг Шуман и проф. Матиас Рьогнер, интегрирал фотосистема-1 и фотосистема-2 в една фотоволтаична клетка. Вместо обаче да улавя електрома при единия или другия етап от фотосиснтезата, както предполага подходът при предишните биологични фотоелектрични клетки, учените използвали разделяне на двата етапа за създаването на анод и диод, генерирайки непрекъснат ток.

За да постигне това екипът изолирал двете фотосистеми в термофилни цианобактерии, типични за горещите извори. Те са привлекателни, защото екстремните условия на околната среда, в които съществуват, ги правят относително стабилни. След това фотосистемите били вградени в хидрогелове с окислително-редукционни реакции с различен потенциал, разработени от екипа. Резултатът е система, която генерира електричество и превръща въглероден диоксид в кислород и биомаса.

Този подход засега показва и преодоляване на проблемите, срещани от други изследователи в тази сфера, свързани с факта, че клетките бързо се развалят, което ги прави безполезни в рамките на няколко часа.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*