生物太陽能電池是指利用活的微生物制成的太陽能電池。此前制備生物太陽能電池,重點(diǎn)在于提取細(xì)菌光合作用所使用的天然色素,但這是一個(gè)復(fù)雜且昂貴的過程,需要用到有毒溶劑,并可能引起色素降解。
據(jù)加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)近日發(fā)布的一份新聞公報(bào),該校研究人員選擇讓天然色素保留在細(xì)菌內(nèi),他們通過基因工程技術(shù)改造大腸桿菌,使其大量產(chǎn)生番茄紅素。番茄紅素是一種賦予番茄橙紅色的色素,能特別有效地吸收光線并轉(zhuǎn)化為能量。
大腸桿菌改造完成后,研究人員給它涂上一層可充當(dāng)半導(dǎo)體的礦物質(zhì),然后把該混合物涂抹到玻璃表面,制成太陽能電池的陽極。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,所制備電池產(chǎn)生的電流密度可達(dá)每平方厘米0.686毫安,而此前同類電池的電流密度僅達(dá)每平方厘米0.362毫安。
研究人員說,這是迄今電流密度“最高”的生物太陽能電池,而色素生產(chǎn)成本降低至以前的十分之一,經(jīng)過優(yōu)化,將來其工作效率有望與傳統(tǒng)太陽能電池相媲美。他們認(rèn)為,該成果將有助在加拿大不列顛哥倫比亞省和北歐等多陰雨天氣地區(qū)推廣使用太陽能。
研究人員還表示,他們的終極目標(biāo)是找到一種不殺死細(xì)菌的方法,從而無限地生產(chǎn)色素。
這項(xiàng)成果已發(fā)表在以納米技術(shù)研究為主要內(nèi)容的德國(guó)《斯莫爾》雜志上。