細菌也能作太陽能電池 光轉(zhuǎn)化電流密度創(chuàng)紀錄

科技日報北京7月9日電 (記者劉霞)據(jù)加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)官網(wǎng)近日消息，該校研究人員開發(fā)了一種便宜且可持續(xù)的方法，利用細菌將光轉(zhuǎn)化為能量來制造太陽能電池，這種新電池產(chǎn)生的電流密度比以前此類設(shè)備更強，且在昏暗光線下的工作效率與在明亮光線下一樣。

研究人員表示，要在北歐和不列顛哥倫比亞省這樣陰雨天氣比較多的地方廣泛采用太陽能電池，這項創(chuàng)新邁出了重要一步。隨著技術(shù)進一步發(fā)展，這類由活體有機物制成——源于生物的(biogenic)太陽能電池效率可媲美傳統(tǒng)太陽能電池板內(nèi)使用的合成電池。

以前建造源于生物的電池時，采取的方法是提取細菌光合作用所用的天然色素，但這種方法成本高且過程復(fù)雜，需要用到有毒溶劑，且可能導(dǎo)致色素降解。

為解決上述問題，研究人員將色素留在細菌中。他們通過基因工程改造大腸桿菌，生成了大量番茄紅素。番茄紅素是一種賦予番茄紅色的色素，對于吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量來說特別有效。研究人員為細菌涂上了一種可以充當(dāng)半導(dǎo)體的礦物質(zhì)，然后將這種混合物涂在玻璃表面。他們采用涂膜玻璃作為電池陽極，生成的電流密度達0.689毫安/平方厘米，而該領(lǐng)域其他研究人員實現(xiàn)的電流密度僅為0.362毫安/平方厘米。

項目負責(zé)人、UBC化學(xué)和生物工程系教授維克拉姆帝亞·亞達夫表示：“我們記錄了源自生物的太陽能電池的最高電流密度。我們正在開發(fā)的這些混合材料，使其可通過經(jīng)濟且可持續(xù)的方法制造，且最終效率能與傳統(tǒng)太陽能電池相媲美。”

亞達夫相信，這一工藝會將色素的生產(chǎn)成本降低10%。他們的終極夢想是找到一種不會殺死細菌的方法，從而無限地制造色素。此外，這種源于生物的材料還可廣泛應(yīng)用于采礦、深海勘探以及其他低光環(huán)境等領(lǐng)域。

總編輯圈點

太陽能，對地球來說，是來自恒星的饋贈。但利用太陽能的一大前提條件是——晴天。問題來了，那些動不動就陰云連綿的地方要怎么辦?于是，科學(xué)家們在細菌上動起了腦筋，用基因工程改造細菌，讓細菌生產(chǎn)能夠吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量的色素，再把細菌們和礦物質(zhì)混合起來涂在玻璃表面，變身成“活”的太陽能電池板。這種電池板在昏暗光線下工作效率也不低。這種小生物，為人類解決了大麻煩。以后，搞不好可以在低光環(huán)境中玩轉(zhuǎn)太陽能了。