細(xì)菌也能作太陽(yáng)能電池 光轉(zhuǎn)化電流密度創(chuàng)紀(jì)錄

科技日?qǐng)?bào)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(xì)菌將光轉(zhuǎn)化為能量來(lái)制造太陽(yáng)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(qiáng)，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(yáng)能電池，這項(xiàng)創(chuàng)新邁出了重要一步。隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，這類由活體有機(jī)物制成——源于生物的(biogenic)太陽(yáng)能電池效率可媲美傳統(tǒng)太陽(yáng)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(shí)，采取的方法是提取細(xì)菌光合作用所用的天然色素，但這種方法成本高且過(guò)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(wèn)題，研究人員將色素留在細(xì)菌中。他們通過(guò)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(duì)于吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量來(lái)說(shuō)特別有效。研究人員為細(xì)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(yáng)極，生成的電流密度達(dá)0.689毫安/平方厘米，而該領(lǐng)域其他研究人員實(shí)現(xiàn)的電流密度僅為0.362毫安/平方厘米。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、UBC化學(xué)和生物工程系教授維克拉姆帝亞·亞達(dá)夫表示：“我們記錄了源自生物的太陽(yáng)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(guò)經(jīng)濟(jì)且可持續(xù)的方法制造，且最終效率能與傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池相媲美。”

亞達(dá)夫相信，這一工藝會(huì)將色素的生產(chǎn)成本降低10%。他們的終極夢(mèng)想是找到一種不會(huì)殺死細(xì)菌的方法，從而無(wú)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?？碧揭约捌渌凸猸h(huán)境等領(lǐng)域。

總編輯圈點(diǎn)

太陽(yáng)能，對(duì)地球來(lái)說(shuō)，是來(lái)自恒星的饋贈(zèng)。但利用太陽(yáng)能的一大前提條件是——晴天。問(wèn)題來(lái)了，那些動(dòng)不動(dòng)就陰云連綿的地方要怎么辦?于是，科學(xué)家們?cè)诩?xì)菌上動(dòng)起了腦筋，用基因工程改造細(xì)菌，讓細(xì)菌生產(chǎn)能夠吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量的色素，再把細(xì)菌們和礦物質(zhì)混合起來(lái)涂在玻璃表面，變身成“活”的太陽(yáng)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(yáng)能了。

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