Ученые Бингемтонского университета (США) создали биологическую солнечную ячейку, способную выдавать большую удельную мощностью и в течение более продолжительного срока, чем существующие аналоги.

Микрофлюидальная система лаборатории-на-чипе, вырабатывающая собственную энергию, необходима для создания самостоятельных диагностических устройств, предназначенных для работы в отдаленных регионах с ограниченными ресурсами. Миниатюрные биологические ячейки (micro-BSC) могут стать наиболее подходящим источником энергии для них, поскольку повторяют природную экосистему: живые организмы работают вместе с неживыми, создавая независимую структуру.

«Micro-BSC могут длительное время вырабатывать электричество в процессе фотосинтеза и дыхания микробов во время циклов смены дня и ночи, предоставляя чистый и возобновляемый источник энергии с потенциалом самоподдержания, — говорит профессор Сеохен Чой. — Однако, перспективы этой технологии не находили практического применения из-за их относительно малой мощности и короткого срока службы».

Профессор Чой и его коллеги создали микроскопическую микрофлюидальную биологическую солнечную ячейку, которая может работать с большой мощностью и на протяжении длительного срока, обеспечивая энергией лаборатории-на-чипе. Биосовместимый трехмерный пористый анод продемонстрировал отличную способность к образованию биопленки и высокую скорость бактериального внеклеточного переноса электронов, что ведет к увеличению мощности.

Фото: Seokheun Choi

Посредством реакции фотосинтеза цианобактерий Synechocystis без дополнительного органического топлива ученые добились у одноклеточной биологической солнечной ячейки удельной мощности 43,8 uW на см2 и продолжительной выработки энергии в течение 20 дней, что является рекордом по мощности и длительности, сообщает Phys.org.

Исследователи Университета штата Джорджия используют фотосинтез для повышения эффективности солнечных батарей. Они собираются перенять опыт растений, которые справляются с преобразованием солнечной энергии намного эффективнее.