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加拿大开发出大肠杆菌太阳能电池

科普小知识2021-10-23 09:33:36
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加拿大研究人员最近开发了一种新的低成本生物太阳能电池,可以利用大肠杆菌将光转化为能量。这种电池产生的电流密度比以前同类电池高,在昏暗光线下的工作效率与在明亮光线下相当。

生物太阳能电池是指由活微生物制成的太阳能电池。以前,生物太阳能电池的制备侧重于提取细菌光合作用中使用的天然色素。然而,这是一个复杂和昂贵的过程,需要有毒的溶剂,并可能导致色素降解。

根据加拿大不列颠哥伦比亚大学最近发布的新闻稿,该大学的研究人员选择在细菌中保留天然色素。他们通过基因工程改造大肠杆菌来大量生产番茄红素。番茄红素是一种赋予番茄橙红色的色素,它能吸收光线并将其转化为能量,特别有效。

大肠杆菌转化后,研究人员在它上面涂上一层可以作为半导体的矿物质,然后将混合物涂在玻璃表面,制成太阳能电池的阳极。实验结果表明,所制备的电池产生的电流密度可达到0.686毫安每平方厘米,而此前同类电池的电流密度仅为0.362毫安每平方厘米。

研究人员称,这是迄今为止“最高”电流密度的生物太阳能电池,颜料生产成本已降至前一种的十分之一。经过优化后,其工作效率有望在未来与传统太阳能电池相当。他们相信这项成就将有助于在不列颠哥伦比亚、加拿大、北欧和其他多雨天气地区推广太阳能的使用。

研究人员还表示,他们的最终目标是找到一种不杀死细菌的无限期生产色素的方法。

这项成就发表在德国杂志《小》上,该杂志主要关注纳米技术研究。