A British Columbia Egyetem kutatói ötletes megoldást találtak a napelemek felhős körülmények közötti működésének problémájára. Létrehozták a baktérium által működtetett napelemeket, amelyek hatékonyan üzemelnek mind borús, mind napfényes időben.
Az élő dolgokból, az úgynevezett biogén sejtekből készült napelemek területe igen érdekes. A kutatók megpróbálják másolni a fotoszintézist, amely természetes módja annak, hogy energiát nyerjünk ki a napfényből. A korábbi kísérletek során a géntechnológiával módosított baktériumok fényérzékeny festékének kivonására koncentráltak, de ez a folyamat költséges, bonyolult és a festék oldószerekkel történő kivonása gyakran károsíthatja őket.
Ennek elkerülése érdekében a kanadai csapat más megközelítést alkalmazott. Genetikailag módosított kólibaktériumot használtak, hogy elegendő mennyiségű likopint termeljenek, egy olyan molekulát, amely a paradicsom narancssárga/vörös árnyalatát adja. A likopin egy kiváló természetes színezék, és nagyszerű a napfény begyűjtéséhez. A színezete egyben alkalmas arra, hogy szélesebb körű időjárási viszonyok között is működjön.
Ahogy a Small című tudományos folyóiratban beszámoltak róla, a csapat a kólibaktériumot egy ásványi anyaggal vonta be, amely félvezetőként használható. Ezután ezt a baktériumokból és ásványi anyagból álló keverékeket üvegfelületre helyezték. Így készítették el a biogén napelemüket. A tesztek 0,686 milliamper áramsűrűséget mutattak négyzetcentiméterenként, ami közel kétszerese a korábbi rekordnak az ilyen típusú sejtek esetében. (1)
"A legnagyobb áramsűrűséget sikerült eddig mérnünk egy biogén napelem esetében," - mondta Vikramaditya Yadav professzor, a projekt vezetője.
"Ezek a hibrid anyagok, amelyeket fejlesztünk, gazdaságosan és fenntartható módon gyárthatók, és megfelelő optimalizálással képesek a hagyományos napelemekhez hasonló teljesítményre." (2)
Yadav csapata úgy véli, hogy ez a megközelítés nemcsak hatékonyabb, hanem olcsóbb is. Becsléseik szerint a biogén napelemek ily módon történő előállításának költsége mintegy tizede a korábbi módszerekhez képest.
Bár ez a technológia sokat ígérő, még mindig számos akadályt kell leküzdeni. Az egyik probléma az, hogy a baktériumok nem mindig élik túl a folyamatot. Ha a kutatók meg tudják találni a módját, hogy életben tartsák őket, a baktériumok boldogan termelik a festékanyagot korlátlan ideig. Ez sokkal gazdaságosabbá tenné a folyamatot.
Az ilyen technológiát Kanada és Észak-Európa olyan területein lehet alkalmazni, ahol gyakran felhős az égbolt. Olyan környezetek is szóba jöhetnek, mint például a bányák, a mélytengeri és más alacsony fényviszonyokkal rendelkező területek. A baktériumok nem az egyetlen módját jelentik annak, hogy napenergiát termeljünk, amikor felhős az ég, létezik ugyanis már olyan napelem, amely képes az esőből is áramot termelni.
(1) - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201800729
(2) - https://news.ubc.ca/2018/07/05/bacteria-powered-solar-cell-convert