햇빛 없이도 에너지를 생산하는 "생물학적" 태양 전지

햇빛으로부터 에너지를 생성하는 경우, 프로세스를 보다 효율적으로 만드는 특이한 솔루션이 나타났습니다..

이제 브리티시컬럼비아대학교(UBC) 연구팀은 살아있는 유기체로 만든 태양전지가 제한된 햇빛에서도 에너지를 생성할 수 있는 방법을 입증했습니다. "생물학적" 태양전지로 알려진 이 전지는 현재 기존 태양광 패널에 사용되는 합성 전지에 대한 대안을 제공하여 악천후에도 에너지원을 제공할 수 있습니다. 연구를 자세히 설명하는 논문 이번 달 Small 저널에 게재되었습니다.

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"이것은 태양전지 제조를 위해 유전적으로 조작된 생체 재료를 입증한 최초의 연구입니다." UBC의 화학 및 생물학 엔지니어이자 논문의 주요 저자 중 한 명인 Sarvesh Kumar는 Digital에 다음과 같이 말했습니다. 동향. "우리는 무해한 박테리아를 활용하고 그 내부 기계를 재설계하여 리코펜이라는 광활성 색소를 생산했습니다."

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과거 연구자들은 박테리아가 광합성에서 에너지를 생성하는 데 사용하는 천연 염료를 추출하여 생체 태양전지를 개발했습니다. 하지만 이는 비용이 많이 드는 프로세스임이 입증되었습니다.

운 좋게도 UBC 과학자들은 대장균을 유전자 조작하면서 잠재적으로 더 저렴한 경로를 식별했습니다. 대장균은 토마토에 색을 부여하는 염료인 리코펜을 많이 생산하며 이는 효과적인 빛 수확기인 것으로 나타났습니다. 리코펜이 분해(전자 방출)되고 있음을 알아차린 그들은 이러한 분해 속도가 사용 가능한 전류를 생성하기에 충분한지 궁금해했습니다. 그들은 리코펜 생산 박테리아를 광물 반도체로 코팅한 후 햇빛을 모을 수 있는 유리 표면에 적용하고 무슨 일이 일어나는지 조사했습니다.

그들이 생성한 전류는 제곱센티미터당 0.686밀리암페어의 밀도에 도달했는데, 이는 이전 연구보다 0.324밀리암페어 더 높은 수치입니다. 이 기술이 대규모로 개발되면 어떤 비용 절감 효과가 나타날지 말하기는 어렵지만 연구자들은 그들의 공정을 이용한 염료 생산 비용이 현재 비용의 약 1/10이라고 추정합니다. 행동 양식.

이 기술의 또 다른 유망한 측면은 세포가 어두운 곳에서도 잘 작동한다는 것입니다. 밝은 빛, 즉 이 방법은 하늘이 자주 닿는 북쪽이나 남쪽의 장소에서 유용할 수 있음을 의미합니다. 흐린.

“우리는 우리 기술을 기존 태양전지의 경쟁자로 보지 않습니다. 오히려 그것들은 보완물입니다.”라고 UBC의 화학 및 생물학 엔지니어이자 논문의 또 다른 주요 저자인 Vikramaditya Yadav가 말했습니다. “그래도 우리가 개발한 셀은 실리콘 태양전지 수준에 도달하기 전에 상당한 개선과 최적화가 필요한 '1세대' 장치입니다. 그러나 초기 단계임에도 불구하고 이 기술은 이미 일부 유망한 응용 분야를 개발했습니다. 광산과 같은 저조도 환경을 탐색하려면 우리가 개발한 것과 같은 생체 세포로 구동될 수 있는 센서를 사용해야 합니다."

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