जैविक प्रकाश संश्लेषक प्रणालियों से विद्युत प्रवाह का संचयन आम तौर पर सिस्टम को इलेक्ट्रोलाइट समाधान में डुबो कर प्राप्त किया जाता है। अब, शोधकर्ताओं से टेक्निओन-इज़राइल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी पहली बार, एक जीवित "जैव-सौर सेल" बनाने के लिए एक रसीले पौधे का उपयोग किया गया है जो प्रकाश संश्लेषण पर चलता है।
सभी जीवित कोशिकाओं की प्राकृतिक, जैविक प्रक्रियाएँ - बैक्टीरिया और कवक से लेकर पौधों और जानवरों तक - इसमें शामिल होती हैं इलेक्ट्रॉनों की गति. हालाँकि, कोशिकाएँ बाहरी बिजली का उत्पादन कर सकती हैं, बशर्ते इलेक्ट्रोड मौजूद हों। इसे बनाने के लिए शोधकर्ताओं ने बैक्टीरिया का इस्तेमाल किया ईधन कोशिकाएं अतीत में, लेकिन रोगाणुओं को निरंतर भोजन की आवश्यकता होती थी। इसके बजाय, नोम अदिर की टीम सहित वैज्ञानिकों ने करंट उत्पन्न करने के लिए प्रकाश संश्लेषण की ओर रुख किया है।
इस प्रक्रिया के दौरान प्रकाश पानी के इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को संचालित करता है, जो अंततः ऑक्सीजन और चीनी का उत्पादन करता है। सौर सेल की तरह, इसका तात्पर्य यह है कि जीवित प्रकाश संश्लेषक कोशिकाओं में लगातार एक इलेक्ट्रॉन प्रवाह होता है जिसे "फोटोकरंट" के रूप में खींचा जा सकता है और बाहरी सर्किट को बिजली देने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
कुछ पौधों की पत्तियों के अंदर पानी और पोषक तत्वों को संरक्षित करने के लिए मोटी क्यूटिकल्स होती हैं, जैसे कि शुष्क क्षेत्रों में पाए जाने वाले रसीले पौधे। एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के इलेक्ट्रोलाइट समाधान के रूप में, यानिव श्लोसबर्ग, गाडी शुस्टर और अदिर ने पहली बार यह पता लगाने का इरादा किया कि क्या प्रकाश संश्लेषण रसीलों में जीवित सौर कोशिकाओं के लिए ऊर्जा का उत्पादन हो सकता है।
रसीले कॉर्पस्कुलरिया लेहमैनी, जिसे अक्सर "बर्फ का पौधा" के रूप में जाना जाता है, का उपयोग करके शोधकर्ताओं ने एक जीवित सौर सेल का उत्पादन किया। उन्होंने पौधे की एक पत्ती में आयरन एनोड और प्लैटिनम कैथोड डालकर उसका परीक्षण किया और पाया कि इसमें 0.28V का वोल्टेज था। सर्किट से जुड़े होने पर यह एक दिन से अधिक समय तक करंट पैदा कर सकता है और 20 ए/सेमी2 तक की फोटोकरंट घनत्व प्राप्त कर सकता है।
हालांकि ये आंकड़े सामान्य से कम हैं क्षारीय बैटरी, वे केवल एक पत्ते पर लागू होते हैं। अनुरूप जैविक उपकरणों पर पहले की जांच के अनुसार, श्रृंखला में जुड़े कई पत्ते वोल्टेज बढ़ा सकते हैं। टीम ने जानबूझकर जीवित सौर सेल बनाया ताकि प्रोटॉन आंतरिक पत्ती के घोल में कैथोड पर मिलकर हाइड्रोजन गैस बनाई जा सकती है, जिसे बाद में एकत्र किया जा सकता है और अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है। शोधकर्ताओं के अनुसार, उनका दृष्टिकोण भविष्य में बहुउद्देशीय, टिकाऊ हरित ऊर्जा समाधान विकसित करने में मदद मिल सकती है।
जर्नल संदर्भ:
- यानिव श्लोसबर्ग, गाडी शूस्टर और नोम अदिर। रसीले पौधों में स्व-संलग्न जैव-फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सेल। एसीएस लागू सामग्री और इंटरफेस। DOI: 10.1021/acsami.2c15123
