Fotosentezle Çalışan Biyo-Güneş Pili
Bitkiler genellikle besin, oksijen ve süs kaynağı olarak düşünülür, ancak elektrik kaynağı olarak düşünülmez. Bilim insanları, bitki hücreleri içindeki elektronların doğal taşınmasından yararlanarak, yeşil biyolojik bir güneş pilinin parçası olarak elektrik üretmenin mümkün olduğunu keşfettiler. ACS Applied Materials & Interfaces'de yayınlanan yakın tarihli bir çalışmada araştırmacılar, fotosentezle çalışan canlı bir "biyo-güneş pili" yaratmak için ilk kez etli bir bitki kullandılar.
Elektronlar, bakteri ve mantarlardan bitki ve hayvanlara kadar tüm canlı hücrelerde biyolojik süreçlerin bir parçası olarak doğal olarak taşınır. Elektrotlar eklenerek, hücreler harici olarak kullanılabilen elektrik üretmek için kullanılabilir. Önceki araştırmalar, bakterileri kullanarak yakıt hücreleri yaratmıştı ama sürekli beslenmeyi gerektiriyordu. Bu yeni yaklaşım, akım üretmek için bitkilerin ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürdüğü süreç olan fotosentezi kullanır. Bu, yaşayan fotosentetik hücrelerin sürekli olarak bir "fotoakım" olarak çekilebilen ve tıpkı bir güneş pili gibi harici bir devreye güç sağlamak için kullanılabilen bir elektron akışı ürettiği anlamına gelir.
Araştırmacılar , "buz bitkisi" olarak da adlandırılan Corpuscularia lehmannii'yi kullanarak canlı bir güneş pili yarattılar. Bitkinin yapraklarından birine bir demir anot ve platin katot yerleştirdiler ve voltajının 0,28 V olduğunu buldular. Bir devreye bağlandığında, ışığa maruz kaldığında 20 µA/cm2'ye kadar fotoakım yoğunluğu üretti ve bir günden fazla akım üretmeye devam edebildi. Bu sayılar geleneksel bir alkalin pilden daha az olsa da yalnızca tek bir yaprağı temsil etmektedir.
Benzer organik cihazlar üzerinde yapılan önceki araştırmalar, birden fazla yaprağın seri olarak bağlanmasının voltajı artırabileceğini düşündürmektedir. Ekip, canlı güneş pilini özel olarak tasarladı, böylece iç yaprak çözeltisi içindeki protonlar katotta hidrojen gazı oluşturmak üzere birleştirilebildi ve bu hidrojen toplanıp diğer uygulamalarda kullanılabildi. Araştırmacılar, yöntemlerinin gelecekteki sürdürülebilir, çok işlevli yeşil enerji teknolojilerinin geliştirilmesini sağlayabileceğini söylüyor.
Makale:pubs.acs.org