اخبار الصناعة

يبتكر الباحثون تقنية جديدة للخلايا الشمسية الحيوية ، متاحة في الأيام الممطرة

2018-07-07
تنتج الخلايا الشمسية التي يصنعونها تيارًا أكثر من أي جهاز مشابه تم تسجيله مسبقًا وهي فعالة بنفس القدر في كل من بيئات الإضاءة القوية والمنخفضة.

يمكن توسيع هذه التكنولوجيا الشمسية الجديدة الثورية إلى أماكن أكثر ، مثل أجزاء من كولومبيا البريطانية وشمال أوروبا ، والتي غالبًا ما تكون غائمة. بعد مزيد من البحث والتطوير ، من المرجح أن تكون هذه الخلايا الشمسية الحيوية فعالة مثل البطاريات الاصطناعية المستخدمة في الألواح الشمسية التقليدية.
قال قائد المشروع Vikramaditya Yadav ، أستاذ الكيمياء والهندسة الحيوية في جامعة كولومبيا البريطانية: "هذا الحل الفريد الذي طورناه لكولومبيا البريطانية هو خطوة مهمة في جعل تكنولوجيا الطاقة الشمسية أكثر اقتصادا." الألواح. تم تصميم الوحدات لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.
قام الباحثون سابقًا ببناء خلايا شمسية حيوية ، لكنهم جميعًا يعملون على استخراج الأصباغ الطبيعية التي تستخدمها البكتيريا في عملية التمثيل الضوئي. هذه عملية مكلفة ومعقدة لا تتطلب استخدام المذيبات السامة فحسب ، بل تتطلب أيضًا تحلل الصبغة. الحل الذي اقترحه الباحثون في جامعة كولومبيا البريطانية هو الحفاظ على هذه الأصباغ البيولوجية في البكتيريا.
لقد قاموا بتعديل الإشريكية القولونية وراثيًا لإنتاج كميات كبيرة من اللايكوبين ، وهي صبغة تعطي الطماطم لونًا برتقاليًا محمرًا ، وهو فعال بشكل خاص في تحويل الضوء إلى طاقة. قام الباحثون بلف طبقة من المعادن في الإشريكية القولونية لتكون بمثابة أشباه موصلات ووضعوها على سطح زجاجي.

استخدم الباحثون الزجاج المطلي كقطب كهربائي للخلايا الشمسية ، وحقق أجهزتهم كثافة تيار تبلغ 0.686 مللي أمبير لكل مليمتر مربع ، بزيادة قدرها 0.362 مللي أمبير على الخلايا الشمسية الحيوية الأخرى في هذا المجال. قال ياداف: "لقد سجلنا رقماً قياسياً لأعلى كثافة حالية للخلايا الشمسية الحيوية. المواد الهجينة التي طورناها غير مكلفة ومستدامة ، وبعد التحسين الكافي ، فإن كفاءة تحويلها يمكن مقارنتها بالطاقة الشمسية التقليدية. بطارية".
من الصعب تقدير التوفير في تكلفة هذه التقنية ، لكن ياداف يعتقد أن هذه العملية تقلل من تكلفة استخراج الصبغة بمقدار عُشر. وفقًا لـ Yadav ، فإن تركيز هذا البحث هو أننا اكتشفنا عملية لا تقتل البكتيريا ، حتى تتمكن من إنتاج أصباغ حيوية إلى أجل غير مسمى. تتمتع تقنية الخلايا الشمسية الحيوية هذه أيضًا بتطبيقات محتملة أخرى ، مثل التعدين واستكشاف أعماق البحار والبيئات الأخرى منخفضة الإضاءة.