От создания экологически чистых ботинок до создания нового вида биотоплива: водоросли оказались довольно универсальным материалом. Исследователи из Кембриджского университета в США продемонстрировали еще одну возможность использования: более эффективный био-солнечный элемент, который работает от генетически модифицированных живых водорослей.
— В течение некоторого времени было известно, что фотосинтетические микроорганизмы — одноцепочечные водоросли — создают небольшое количество электронов, стимулируемых светом, которые могут быть собраны электродами для производства тока. Вы можете думать о системах, основанных на этом, как о биологической версии фотогальванической ячейки. В настоящее время мощность на единицу площади этих ячеек низкая, причем максимальная величина составляет 0,1 ватт на квадратный метр. Однако это можно использовать для питания небольших устройств, таких как датчики окружающей среды. Нам удалось увеличить мощность в пять раз, — отметил профессор Крис Хоу, один из ведущих исследователей проекта.
Новая методика, разработанная отделами биохимии, химии и физики университета, включает двухкамерную систему, в которой два центральных процесса, связанных с работой солнечной ячейки — генерация электронов и их преобразование в энергию — разделены. Это позволило им повысить производительность блока подачи электроэнергии за счет миниатюризации. Поскольку в миниатюрных масштабах жидкости ведут себя по-разному, эта установка привела к созданию более эффективных ячеек с более низким внутренним сопротивлением и уменьшенными электрическими потерями.
Но не смотря на то, что новая система в 5 раз более эффективна, чем предыдущие, разработка команды по-прежнему производит лишь одну десятую плотности мощности, обеспечиваемую обычными солнечными топливными элементами.
— Обычные солнечные элементы обеспечивают более высокую плотность мощности, чем наши устройства, хотя наши устройства, вероятно, будут дешевле сделать. Кроме того, наши устройства могут производить некоторую энергию в темноте, используя материалы, сделанные клетками водорослей на свету, в отличие от обычных солнечных элементов, — отметил Хау.
Обычные солнечные элементы будут предпочтительнее для крупномасштабного производства энергии, однако био-солнечный элемент может быть полезен, например, в сельской Африке, где очень много солнечного света, но нет системы электрических сетей.
Однако для достижения этой цели необходимо еще выполнить масштабирование в реальных условиях. А коммерциализация возможно лишь через несколько лет.