Генерируют энергию и очищают воздух от CO2: как работают "живые" солнечные панели

Ученые из Центра Гельмгольца по исследованию окружающей среды в Лейпциге изучили то, как микроскопические организмы могут преобразовывать солнечный свет непосредственно в электричество. О результатах исследования пишет портал Solar Power Installation.

Современные солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество с помощью полупроводниковых материалов. В качестве альтернативного метода ученые рассматривают биофотовольтаику — слияние биологии и технологий, где фотосинтетические микроорганизмы служат "живыми" солнечными панелями.

Биофотоэлектрические системы используют микроорганизмы, которые осуществляют фотосинтез, расщепляя молекулы воды на кислород, протоны и электроны. Эти электроны проходят через внутренние механизмы клетки, прежде чем собираются электродами, создавая пригодный для использования электрический ток.

В отличие от традиционных солнечных элементов, эти системы могут самоорганизовываться, самообслуживаться и самовосстанавливаться, что делает их более устойчивыми и экономически эффективными в долгосрочной перспективе.

В основе упомянутого исследования лежит микроорганизм Synechocystis, способный под действием солнечного света расщеплять молекулы воды, высвобождая электроны, которые можно извлечь в виде электричества.

Ученые обнаружили, что добавление химического посредника под названием феррицианид помогает переносить электроны от микробов к электродам. Понимание этого процесса играет важную роль в повышении эффективности таких систем.

Кроме того, исследовательская группа выявила, что сбор электронов для производства электроэнергии не оказал существенного влияния на рост микроорганизмов, их дыхание или способность фиксировать углекислый газ. Это значит, что "живые" солнечные панели могут генерировать энергию, сохраняя свои естественные биологические функции, включая захват углекислого газа.

В издании подчеркнули, что текущая выходная мощность "живых" панелей остается ниже, чем у традиционных, однако новое исследование прокладывает путь для создания более эффективных систем.

"Представьте себе здания, покрытые живыми солнечными панелями, которые не только генерируют электроэнергию, но и улавливают углекислый газ из атмосферы, способствуя как производству энергии, так и смягчению последствий изменения климата", — говорится в статье.

Напомним, китайские ученые на примере солнечного парка Цинхай Гунхэ доказали, что установка большого массива панелей может оживить пустыни вопреки опасениям экологов.

В свою очередь норвежская компания Over Easy Solar провела исследование, в ходе которого выявила, что в снежные месяцы вертикальные солнечные панели на крыше эффективнее обычных.