生物太阳能电池直接从植物中获取能量
尽管植物可以作为食物，氧气和装饰的来源，但通常并不是被认为是良好的电力来源。但是，通过收集自然在植物细胞中运输的电子，科学家可以发电作为“绿色”生物太阳能电池的一部分。现在，报告的ACS应用材料和界面中报道的研究人员首次使用多汁的植物创建了一个在光合作用上运行的活着的“生物 - 极性细胞”。
在从细菌和真菌到植物和动物的所有活细胞中，电子都会作为天然生化过程的一部分穿梭。但是，如果存在电极，细胞实际上可以产生可以在外部使用的电力。以前的研究人员以这种方式创建了燃料电池，但必须不断喂养微生物。取而代之的是，包括Noam Adir团队在内的科学家已转向光合作用来产生电流。在此过程中，光线从水中驱动了一大批电子，最终导致氧气和糖的产生。这意味着活的光合细胞不断产生一个可以作为“光电流”拉开的电子流，并用来像太阳能电池一样为外部电路供电。
某些植物（例如在干旱环境中发现的多肉植物）具有厚实的表皮，可将水和养分保持在其叶子中。Yaniv Shlosberg，Gadi Schuster和Adir希望首次测试多肉植物中的光合作用是否可以使用其内部水和养分作为电化学电池的电解质溶液创造活性太阳能电池的功率。
研究人员使用多肉肉质的Lehmannii创建了一个活的太阳能电池，也称为“冰植物”。他们将铁阳极和铂阴极插入植物的叶子之一中，发现其电压为0.28V。当连接到电路中时，当光电流密度的20 µA/cm2产生时，当暴露于光线并可能继续产生一天以上的电流时。尽管这些数字小于传统碱性电池的数字，但它们仅代表了一片叶子。先前对类似有机设备的研究表明，连接多个叶子的连接可能会增加电压。该团队专门设计了活的太阳能电池，以便可以将内叶溶液中的质子组合在一起以形成阴极的氢气，并且可以在其他应用中收集并使用该氢气。研究人员说，他们的方法可以使未来可持续的多功能绿色能源技术的发展发展。
参考：Shlosberg Y，Schuster G，Adir N.多生物植物中的自粘合生物光学细胞。ACS Appl Mater界面。2022; 14（48）：53761-53766。doi：10.1021/acsami.2C15123
本文已从以下内容重新发布材料。注意：材料可能已被编辑有关长度和内容。有关更多信息，请联系引用的来源。
