Élő napelemet fejlesztettek ki: a baktériumokból álló napelem összerakja, megjavítja és karbantartja magát

Fotoszintetizáló mikroorganizmusok állnak az innováció középpontjában, elsősorban a Synechocystis nevű baktériumok, amelyek évmilliárdok alatt tökéletesítették a napfény befogásának módját. Ezek az apró organizmusok a növényekhez hasonlóan működnek, a napfényt fotoszintézis útján energiává alakítják, és a jövő napelemeinek alapját képezik. 

Hagyományos helyett önfenntartó napelemek, élő anyagokból

 Tudósok rájöttek, hogyan lehet ezt a természetes folyamatot közvetlenül felhasználni az áramtermeléshez. Ezt a technológiát bio-fotovoltaikának nevezik. A szilíciumból és más anyagokból készült hagyományos napelemekkel ellentétben ezek az „élő napelemek” önfenntartóak és élő anyagokból készülnek.

Képesek önmagukat összerakni, megjavítani és még karbantartani is, ami hihetetlenül fenntartható energiaforrássá teszi őket. A németországi Helmholtz Környezetkutató Központ kutatói felfedezték, hogy az elektronok átvitelének optimalizálásával folyamatos áramlást lehet létrehozni anélkül, hogy ez károsítaná a mikroorganizmusok természetes funkcióit.

Ez utóbbi különösen fontos, mivel ezek a mikroorganizmusok nem csak áramot termelnek. A folyamat úgy működik, hogy a mikroorganizmusok, amelyek ezeket az élő napelemeket működtethetik, befogják a napfényt. Ezt követően ezt arra használják fel, hogy a vízmolekulákat felhasítsák, oxigént, protonokat és elektronokat szabadítva fel. Az elektronok ezután végighaladnak a sejten, majd a kutatók által behelyezett elektródák összegyűjtik azokat. Ezekkel az elektródákkal a mikroorganizmusok használható elektromos áramot állítanak elő. Még lenyűgözőbb, hogy ez a folyamat nem zavarja a mikrobák szén-dioxid-felvevő képességét, így hatékony szén-dioxid-nyelőkké válnak, amelyek segíthetnek az éghajlatváltozás elleni küzdelemben.

A kutatás azt is kimutatta, hogy ezek az organizmusok képesek fenntartani saját pH-szintjüket, csökkentve ezzel a más bioelektrokémiai rendszerekben gyakran szükséges költséges külső vezérlést. Ez a természetes stabilitás, valamint az energiatermelés és a szénmegkötés kettős funkciója jelentős előnyt jelent az élő napelemek számára a fenntartható energiamegoldásokért folytatott versenyben.

Természetesen ennek a technológiának a jelenlegi teljesítménye sokkal kisebb, mint a hagyományos napelemeké. A városi környezetbe való integrálás lehetősége azonban óriási, és jól párosítható más, következő generációs napelemes technológiai áttörésekkel.