ソーラー パネルは便利ですが、最もよくある問題の 1 つは、曇りの日の日光不足です。暗い場所でも機能する太陽電池を作ることに成功したブリティッシュ コロンビア大学の研究者のおかげで、それはすぐにそれほど大きな問題ではなくなります。
研究者はバクテリアに基づいて太陽電池を構築することに成功し、この電池はさまざまな照明条件で効率的に動作することができました.
生体太陽電池の作成
太陽電池は、太陽電池パネルが構成されているものであり、太陽光発電ユニットの構成要素です。実際の太陽電池は、光を捉えて電流に変換する役割を担っています。
実際の生物に基づいて太陽電池の潜在的な使用を検討した以前のプロジェクトがありました。これらのプロジェクトは生体細胞として知られており、太陽光からエネルギーを抽出する自然の方法である、植物に見られる光合成のプロセスを模倣することによって機能します。
植物の光合成は、葉緑体と呼ばれる植物細胞内のオルガネラのおかげで起こります。葉緑体には、クロロフィルとして知られる色素があります。クロロフィルやその他の顔料は、電磁スペクトルの特定の部分の光を吸収します。可視光線 (光) は、単に人間が見ることができる電磁スペクトルの一部であり、これらの波長のエネルギーは特定の色素によって捕捉されます。しかし、これができるのは植物の細胞だけではありません。特定のバクテリアも、光からエネルギーを吸収できる色素を持っています。遺伝子組み換えバクテリアを使用し、光に敏感な染料を抽出する技術が発明されましたが、これらは費用がかかり、実行するのが困難なプロセスでした.
UBC チームは、リコピンと呼ばれる化学物質を作り出す遺伝子操作された大腸菌の菌株を使用する、より単純なアプローチを利用しました。リコピンは、トマトに赤/オレンジ色を与える化学物質の 1 つであり、この化学物質は太陽光を効率的に吸収します。操作された大腸菌株は、半導体として機能することを可能にする鉱物で処理され、処理された株はガラス表面全体に広げられました。これにより、太陽電池の性能が向上し、1 平方メートルあたり約 0.69 ミリグラムの電流密度が達成されました。これは、以前の生体細胞の性能の約 2 倍です。
アプリケーションと機能強化
この技術は、曇り空が多い北欧やカナダなどの地域にとって非常に有益です。現在、太陽エネルギーは、より中緯度に住む人々にとって賢明な経済的投資であることが多い.この技術は、海中など、他の低照度条件でも使用できる可能性があります。
UBC の生物化学工学科の Vikramaditya Yadav 教授がプロジェクトを率い、このプロジェクトは太陽エネルギーをより広く利用可能で経済的にするための大きな前進であると述べました。 Yadav 氏:
Yadav 氏と彼のチームは、このプロセスがはるかに効率的で、現在の生体細胞の作成コストの約 10 分の 1 程度のコストで大幅に安価になると信じているため、このプロジェクトに興奮しています。バクテリアを利用した太陽電池は大きな可能性を示していますが、この技術をエネルギー収集の実行可能な方法にするためには、まだやるべきことがたくさんあります。現在、プロセスで使用されるバクテリアは一定時間後に死滅します。つまり、研究者は、染料を生産し続けるためにバクテリア/ミネラル調合物のバッチをさらに作成する必要があります.研究チームがバクテリアを生かしておく方法を見つけ出すことができれば、彼らは無期限に染料を生産するでしょう.
太陽光発電システムと太陽電池に取り組んでいる科学者は、太陽光発電技術の現在の限界を克服する方法、エネルギーから電気への変換効率を高める方法、エネルギーを貯蔵するためのより安価でより良い方法を見つける方法、および新しい方法を見つける方法を常に探しています。太陽エネルギーをさまざまな形のエネルギーに変換する方法
雨でも動くソーラーパネルとペロブスカイト太陽電池
中国の科学者は、雨水自体を使用して、暴風雨の際に発電するソーラーパネルの開発に成功しました。研究者は、太陽電池の底面がグラフェンの薄い層で覆われている場合、雨滴の正に帯電したイオンがグラフェンと相互作用して電気を生成することを発見しました。この戦略は、ルイス酸塩基相互作用として知られる化学プロセスを利用し、雨滴中の陽イオンと陰イオン (および溶解塩) がグレナディンと接触すると、次のような元素の陽イオンとして一時的なコンデンサを作成します。ナトリウムとカルシウムは電流を発生させます。この戦略を低照度対応のバクテリアベースの太陽電池と組み合わせることで、雨の日に太陽電池パネルが生成するエネルギー量を劇的に向上させることができます.
過去数か月で、太陽光発電技術の顕著な進歩が見られました。つい最近、サリー大学の研究者チームが、これまでに記録された最高の性能を持つ逆ペロブスカイト太陽電池の作成に成功しました。ペロブスカイト セルは、現在の結晶シリコン ベースの太陽電池と同様の電力変換効率を達成できるため、太陽電池の次の論理的なステップと見なされることがよくありますが、シリコン ベースのセルよりも大幅に低コストです。
サリー大学の研究チームは、非放射再結合として知られるプロセスで失われるエネルギーと効率を削減する方法を識別することができました。チームは、逆ペロブスカイト セルの電圧を約 100 ミリボルトまで上げることができました。これは、デバイスを流れる電流の品質や太陽電池。
