Các sinh vật vi mô là một số trong những thứ đầu tiên khai thác vào Mặt trời vì năng lượng, vì vậy nó sử dụng chúng để tạo ra các tế bào năng lượng mặt trời tốt hơn. Hiện nay, các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia (UBC) đã phát triển phương pháp mới để chế tạo các tế bào năng lượng mặt trời có chứa vi khuẩn, hiệu quả hơn các hệ thống tương tự và thậm chí có thể hoạt động vào những ngày nhiều mây. Thông thường, để làm cho các tế bào năng lượng mặt trời "sinh học" ra khỏi sinh vật sống, một loại chất màu được chiết xuất từ vi khuẩn cho phép chúng quang hợp ánh sáng. Thật không may, quá trình này có thể phức tạp và yêu cầu các dung môi độc hại.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu UBC đã sử dụng phương án thay thế đơn giản: bản thân vi khuẩn. Đầu tiên, chúng biến đổi gen E. coli để sản xuất nhiều chất màu gọi là lycopene, có hiệu quả tự nhiên khi thực hiện quá trình quang hợp. Sau đó, vi khuẩn được bọc trong vật liệu bán dẫn và được áp dụng cho một tấm kính. Để thiết bị tiếp xúc với ánh sáng, nhóm nghiên cứu có thể ghi lại mật độ hiện tại là 0,686 milliamps trên mỗi cm vuông, gần như gấp đôi so với các tế bào năng lượng mặt trời sinh học khác. Nhóm nghiên cứu cũng cho biết tế bào này có thể hoạt động hiệu quả trong ánh sáng mờ, có thể mở rộng tính hữu dụng của nó cho những khu vực ít nắng trên thế giới.

Trưởng nhóm nghiên cứu Vikramaditya Yadav, cho biết: “Chúng tôi ghi nhận mật độ dòng điện cao nhất hiện nay cho một pin mặt trời sinh học. Những vật liệu lai mà chúng tôi đang phát triển có thể được sản xuất kinh tế và bền vững, với tối ưu hóa đầy đủ, có thể thực hiện ở hiệu suất tương đương như các tế bào năng lượng mặt trời thông thường”.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng quá trình của họ chỉ tốn 10% so với phương pháp chiết xuất chất màu thông thường. Hiện nay, quá trình bán dẫn giết chết vi khuẩn, nhưng nhóm nghiên cứu hy vọng cuối cùng sẽ tìm ra một kỹ thuật thay thế giúp chúng sống sót, nơi chúng có thể liên tục sản xuất chất màu và tăng tuổi thọ của pin mặt trời.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Small.

Nguồn: NASATI