สาหร่ายดัดแปลงพันธุกรรมสามารถนำพลังงานแสงอาทิตย์นอกระบบมาสู่ชนบทของแอฟริกาได้

“เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง — สาหร่ายเซลล์เดียว — ผลิต อิเล็คตรอนจำนวนเล็กน้อยที่ถูกกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งสามารถดึงอิเล็กโทรดมาผลิตก ปัจจุบัน," ศาสตราจารย์คริส ฮาวหนึ่งในนักวิจัยหลักของโครงการกล่าวกับ Digital Trends “คุณสามารถนึกถึงระบบที่อิงสิ่งนี้เป็นเวอร์ชันทางชีววิทยาของเซลล์แสงอาทิตย์ ปัจจุบันไฟฟ้าต่อหน่วยพื้นที่จากเซลล์เหล่านั้นยังอยู่ในระดับต่ำ โดยสูงสุดที่รายงานคือ 0.1 วัตต์ต่อตารางเมตร อย่างไรก็ตาม เราสามารถใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเพื่อจ่ายไฟให้กับสิ่งของขนาดเล็ก เช่น เซ็นเซอร์สิ่งแวดล้อม เราประสบความสำเร็จในการเพิ่มกำลังขับห้าเท่า”

เทคนิคใหม่ที่พัฒนาขึ้นโดยความร่วมมือโดยนักวิจัยจากแผนกชีวเคมี เคมี และฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเกี่ยวข้องกับสองห้อง ระบบซึ่งกระบวนการกลางสองกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์คือการสร้างอิเล็กตรอนและการแปลงเป็นพลังงานคือ แยกออกจากกัน. สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของหน่วยจ่ายพลังงานผ่านการย่อขนาด เนื่องจากของไหลมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปในระดับจิ๋ว การตั้งค่านี้ส่งผลให้เซลล์มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีความต้านทานภายในลดลงและการสูญเสียทางไฟฟ้าลดลง

แม้ว่าเซลล์ชีวภาพที่ใช้สาหร่ายจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเซลล์ชีวภาพแบบเดิมถึง 5 เท่า แต่การสร้างสรรค์ของทีมยังคงสร้างความหนาแน่นของพลังงานได้เพียง 1 ใน 10 ของความหนาแน่นของพลังงานที่ได้รับจากเซลล์เชื้อเพลิงแสงอาทิตย์แบบธรรมดา แต่นั่นไม่ได้หมายความว่ามันจะไร้ประโยชน์ “เซลล์แสงอาทิตย์แบบทั่วไปผลิตพลังงานความหนาแน่นสูงกว่าอุปกรณ์ของเรา แม้ว่าอุปกรณ์ของเราจะมีราคาถูกกว่าก็ตาม ทั้งในด้านการลงทุนทางการเงินและการลงทุนด้านพลังงาน และการรื้อถอนเมื่อสิ้นสุดชีวิต” ฮาว อย่างต่อเนื่อง “นอกจากนี้ อุปกรณ์ของเรายังสามารถผลิตพลังงานบางส่วนในที่มืดได้ โดยใช้วัสดุที่สร้างโดยเซลล์สาหร่ายในที่มีแสง ซึ่งต่างจากเซลล์แสงอาทิตย์ทั่วไป”

Howe ตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่าเซลล์แสงอาทิตย์แบบธรรมดามีแนวโน้มที่จะเป็นที่นิยมสำหรับการผลิตพลังงานขนาดใหญ่สำหรับการจัดหากริด แต่เซลล์แสงอาทิตย์ชีวภาพของพวกมันก็อาจมีประโยชน์ในสถานการณ์อื่น ๆ ตัวอย่างเช่น ในชนบทของแอฟริกา แสงแดดมีอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์ แต่ไม่มีระบบโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่

อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อให้ถึงจุดนั้น “การขยายขนาดถือเป็นอุปสรรคสำคัญในการย้ายจากห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานจริง” Howe กล่าว “เรากระตือรือร้นที่จะทำระบบเชิงพาณิชย์ แต่นั่นจะใช้เวลาอีกไม่กี่ปี”

กระดาษอธิบายการทำงานคือ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Nature Energy.

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ก้าวสู่สีเขียวด้วยคอมพิวเตอร์ไมโครโปรเซสเซอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยสาหร่าย
• นักวิทยาศาสตร์คิดว่าพายุสุริยะลูกใหญ่ลูกถัดไปอาจก่อให้เกิด 'โลกาวินาศทางอินเทอร์เน็ต'
• ความฝันนอกระบบของคุณเป็นจริงได้ด้วยบ้านหลังเล็กๆ ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ของ GoSun
• เคยมีดาวสองดวงในระบบสุริยะของเราไหม?
• ชั้นกราฟีนบางเฉียบสามารถช่วยปกป้องแผงโซลาร์เซลล์ยุคถัดไปได้

อัพเกรดไลฟ์สไตล์ของคุณDigital Trends ช่วยให้ผู้อ่านติดตามโลกแห่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วด้วยข่าวสารล่าสุด รีวิวผลิตภัณฑ์สนุกๆ บทบรรณาธิการที่เจาะลึก และการแอบดูที่ไม่ซ้ำใคร