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

Ученые из Центра Гельмгольца по исследованию окружающей среды в Лейпциге изучают уникальный микроорганизм Synechocystis, который способен под действием солнечного света высвобождать электроны, превращая солнечную энергию в электричество.

Это открытие лежит в основе новой области науки, называемой биофотовольтаикой, которая объединяет биологию и технологии для создания “живых” солнечных панелей.

В отличие от традиционных солнечных панелей, которые используют полупроводниковые материалы, биофотоэлектрические системы используют микроорганизмы, такие как Synechocystis, для преобразования солнечного света в электроэнергию. Эти микроорганизмы, выполняя фотосинтез, расщепляют молекулы воды на кислород, протоны и электроны. Электроны затем проходят через клеточные механизмы и собираются электродами, создавая электрический ток.

Одна из ключевых особенностей биофотовольтаических систем — их способность к самоорганизации и самовосстановлению. Эти системы могут не только генерировать энергию, но и самоподдерживаться, что делает их потенциально более устойчивыми и экономически выгодными в долгосрочной перспективе.

Исследования показали, что добавление химического посредника, феррицианида, помогает переносить электроны от микроорганизмов к электродам, улучшая эффективность системы. При этом процесс сбора электронов не оказывает отрицательного влияния на рост микроорганизмов, их дыхание или способность захватывать углекислый газ, что позволяет “живым” солнечным панелям одновременно генерировать энергию и фиксировать углекислый газ.

Хотя на текущий момент выходная мощность “живых” панелей все еще ниже, чем у традиционных солнечных элементов, это исследование открывает перспективы для разработки более эффективных биофотовольтаических систем. В будущем можно представить здания, покрытые такими панелями, которые будут не только генерировать электроэнергию, но и способствовать смягчению последствий изменения климата за счет захвата углекислого газа.

Источник: Solar Power Installation