industri nyheter

Bakterier + mikro solpaneler, fotosyntes kan göras med bara en tunna!

2018-09-29
Fotosyntes i naturen är ett av sätten att effektivt utnyttja solljus. Naturens fotosynteseffektivitet är dock i allmänhet inte hög. Omvandlingshastigheten för de flesta växter som omvandlar solljus till biomassa är bara 0,1%-0,2%, även om det är en biologisk reaktion. Mikroalgerna under enhetens förhållanden är för närvarande endast 1-2%.

Därför har forskare hoppats på att hoppa ur växtens perspektiv och på konstgjord väg kunna använda solljus för att "stänga" fotosyntesen. Artificiell fotosyntes är en process för att samla in "flytande solljus" för att minska koldioxiden och producera högvärdiga kemikalier genom rena och gröna processer. Produkten omvandlar solljus till flytande bränsle för lagring.

En av metoderna för artificiell fotosyntes är att kombinera bakterier med oorganiska halvledare. Nano-halvledarpartiklar samlar huvudsakligen solljus, vilket efterliknar klorofyllets roll i naturlig fotosyntes.

Vid den senaste 254:e National Chemical Society National Conference & Expo föreslog Kelsey K. Sakimoto-teamet från Lawrence Berkeley Labs i USA en ny typ av miniatyrsolpanel, ett hybridsystem av bakterier. Systemet använder kadmiumsulfid (CdS) nanopartiklar för att transformera icke-fotosyntetiska bakterier Moorella thermoacetica. Ytan på solpanelen är sammansatt av kadmiumsulfidnanopartiklar som kan fånga solfotoner. Fotoexciterad kadmiumsulfid CdS kan producera fotogenererade elektron-hålpar. Och brukade delta i kemiska reaktioner i artificiell fotosyntes.


Figur 丨 bakteriell modifierad CdS-bioreaktor (vänster); ljusabsorberande nanokristaller (mitten) omvandlar solljus, koldioxid, vatten till användbara kemikalier (höger)

De uppgav då att CdS-Moorella thermocatica-systemet kan använda ljus för att reducera koldioxid till ättiksyra. Ättiksyra är en mångsidig kemikalie som kan användas för att tillverka polymerer, läkemedel och flytande bränslen, och 5-20 % av ättikan i köket består av ättiksyra. Sakimoto-teamet arbetar också med att omvandla koldioxid till andra kemiska bränslen som metanol, flytande väte och andra flytande bränslen.

Sakimoto? sa: "När dessa små solpaneler väl är 'installerade' med dessa bakterier, kan alla bakterier använda solenergi för att producera mat, bränsle och plast." Så varför behöver du ett medium som solpaneler? Eftersom bara solceller kan omvandla allt solljus till en ström av elektroner, omvandlar naturlig fotosyntes det helt enkelt till den mat som behövs för växttillväxt.


Figur 丨 bakteriell modifierad CdS-bioreaktor (vänster); ljusabsorberande nanokristaller (mitten) omvandlar solljus, koldioxid, vatten till användbara kemikalier (höger)

De uppgav då att CdS-Moorella thermocatica-systemet kan använda ljus för att reducera koldioxid till ättiksyra. Ättiksyra är en mångsidig kemikalie som kan användas för att tillverka polymerer, läkemedel och flytande bränslen, och 5-20 % av ättikan i köket består av ättiksyra. Sakimoto-teamet arbetar också med att omvandla koldioxid till andra kemiska bränslen som metanol, flytande väte och andra flytande bränslen.

Sakimoto? sa: "När dessa små solpaneler väl är 'installerade' med dessa bakterier, kan alla bakterier använda solenergi för att producera mat, bränsle och plast." Så varför behöver du ett medium som solpaneler? Eftersom bara solceller kan omvandla allt solljus till en ström av elektroner, omvandlar naturlig fotosyntes det helt enkelt till den mat som behövs för växttillväxt.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept