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仿生电池是太阳能的未来吗？

时间：2022-04-05 20:16:36 来源：

不列颠哥伦比亚大学的科学家发现，一种生活在人类肠道中并且有时会引起胃部不适的常见细菌可以很好地利用。他们很可能是太阳能产业的先驱，他们对大肠杆菌进行了基因改造，使细菌产生大量的日光浴染料番茄红素（西红柿中的红色素），然后观察番茄红素降解并产生一种电流。

现在，从一个角度来看，这是细菌可以广泛应用的最新例证。另一方面，它是使用细菌收集阳光的其他方法的一种廉价替代方法，这些方法基本上归功于提取其吸收日光的色素。

如果您不喜欢细菌，这听起来很残酷：UBC研究人员首先对微生物进行了基因改造，然后注意到色素降解，这意味着色素正在产生电子，因此他们决定检查这种降解产生的电流是否有意义。

为此，他们在细菌培养物上覆盖了半导体，然后将其粘附在阳光充足的玻璃表面上。结果：细菌产生的能量密度为每平方厘米0.686毫安。那比以前的细菌基太阳能电池高出0.324毫安，而且生产成本更低。

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尽管“低成本”一词总是很吸引人，但目前尚不确定如果能够大规模开发该技术，将节省多少实际成本。但是，将来可能使这种仿生太阳能电池受到冲击的原因是，转基因大肠杆菌可以在阴天和晴天下吸收阳光。这意味着仿生太阳能电池可以在天气条件不适用于合成光伏面板的地方使用。

而且，它们可能会在矿井等弱光环境中使用。该研究的主要作者之一，化学工程师Vikramaditya Yadav告诉《数字趋势》：“在矿山等弱光环境下，需要使用能够由生物电池驱动的传感器，例如我们开发的传感器。”但是他补充说：“我们开发的电池是一代人的设备，在达到硅太阳能电池水平之前，需要进行重大的改进和优化。”

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研究人员估计，当前工艺的一个大问题是其染料提取方法的成本仅为其十分之一。问题是，将一种半导体应用于细菌会杀死它们（这是残酷的），因此无法持续生产番茄红素。然而，科学家们希望他们能够找到一种使细菌存活的方法，以使该过程可持续。

缩放生物源细胞也可能很棘手：大肠杆菌的自然栖息地在露天不包括平玻璃表面。但是，如果科学家们找到一种使虫子存活并繁殖的方法，那么这种细胞可能会成为现有合成细胞的真正替代品，尤其是因为它具有相当的效率。


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