Солнечная панель на основе бактерий
14.11.2017
Исследователи напечатали живые цианобактерии на бумаге, в итоге получилась «два-в-одном» солнечная био-батарея и солнечная панель.
Цианобактерии представляют собой фотосинтетические микроорганизмы, которые живут на Земле в течение миллиардов лет. Считается, что они являются основной причиной того, что атмосфера Земли богата кислородом.
Фото: Imperial College London
Команда учёных продемонстрировала, что цианобактерии могут использоваться в качестве чернил и печататься на струйном принтере на электропроводящие углеродные нанотрубки, которые также были напечатаны струйной печатью на листе бумаги. Команда показала, что цианобактерии выжили в процессе печати и смогли выполнять фотосинтез, так что небольшие количества электроэнергии можно было собрать в течение 100 часов.
Био-солнечная панель, сделанная таким образом, размером с iPad, может приводить в действие простые цифровые часы, а в отдельных экспериментах – небольшую светодиодную лампочку.
Исследователи из Имперского колледжа Лондона, Кембриджского университета и Центра Сент-Мартинс предполагают, что их прорыв может привести к появлению новых типов электрических устройств, изготовленных из бумажных и печатных фотосинтетических бактерий. Они могут включать одноразовые источники питания, интегрированные в бумажные датчики для мониторинга пациентов с диабетом или устройства, которые напоминают обои, но на самом деле являются датчиками окружающей среды для контроля качества воздуха в доме.
Солнечная био-батарея – очередной шаг разработки нового типа технологий возобновляемых источников энергии, над которыми в настоящее время работают учёные в различных институтах. Эти источники энергии называются микробными биофотольтайками (microbial biophotoltaics, BPV). Технология использует цианобактерии и другие водоросли, способные к фотосинтезу, для преобразования световой энергии в электрический ток с использованием воды в качестве источника электронов.
Одним из преимуществ использования BPV для сбора энергии из клеток, таких как цианобактерии, является то, что они могут производить небольшое количество электричества при дневном свете и продолжать производить его даже в темноте из молекул, образованных на свету.
Некоторые из существующих ограничений, с которыми ранее сталкивались учёные при разработке BPV, заключаются в том, что они дорого стоят, имеют низкую выходную мощность и короткий срок службы. Все эти недостатки мешают учёным расширить технологию до промышленного уровня. Но использование готового струйного принтера для построения BPV демонстрирует потенциальный метод для быстрого масштабирования, что может проложить путь для более широкого распространения технологии.