Biyolojik fotosentetik sistemlerden elektrik akımı elde etmek, tipik olarak sistemin bir elektrolit çözeltisine daldırılmasıyla gerçekleştirilir. Şimdi, araştırmacılar Technion-İsrail Teknoloji Enstitüsü ilk kez etli bir bitkiyi fotosentezle çalışan canlı bir “biyo-güneş hücresi” oluşturmak için kullandılar.
Bakteri ve mantarlardan bitki ve hayvanlara kadar tüm canlı hücrelerin doğal, biyolojik süreçleri şunları içerir: elektronların hareketi. Ancak elektrotların mevcut olması koşuluyla hücreler harici elektrik üretebilir. Araştırmacılar bunu yapmak için bakterileri kullandılar. yakıt hücreleri Geçmişte mikropların sürekli beslenmesi gerekiyordu. Bunun yerine, Noam Adir'in ekibi de dahil olmak üzere bilim insanları, akım üretmek için fotosenteze yöneldiler.
Işık, bu işlem sırasında sudaki elektronların akışını yönlendirir ve sonuçta oksijen ve şeker üretilir. Bu, bir güneş pili gibi, canlı fotosentetik hücrelerin sürekli olarak bir "fotoakım" olarak çekilip harici bir devreye güç sağlamak için kullanılabilecek bir elektron akışına sahip olduğu anlamına gelir.
Kurak bölgelerde bulunan sulu meyveler gibi bazı bitkiler, yapraklarının içindeki suyu ve besin maddelerini korumak için kalın kütiküllere sahiptir. Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster ve Adir, bir elektrokimyasal hücrenin elektrolit çözeltisini ilk kez keşfetmeyi amaçladılar. fotosentez sulu meyvelerde yaşayan güneş pilleri için enerji üretilebilir.
Araştırmacılar, genellikle "buz bitkisi" olarak bilinen lezzetli Corpuscularia lehmannii'yi kullanarak canlı bir güneş pili ürettiler. Bitkinin yapraklarından birini demir anot ve platin katot yerleştirerek test ettiler ve 0.28V voltaja sahip olduğunu keşfettiler. Bir devreye bağlandığında bir günden fazla süre boyunca akım üretebilir ve 20 A/cm2'ye varan fotoakım yoğunluklarına ulaşabilir.
Bu rakamlar sıradan rakamlardan daha düşük olsa da alkalin pil, yalnızca bir yaprağa uygulanırlar. Benzer organik cihazlar üzerinde yapılan daha önceki araştırmalara göre, seri olarak bağlanan çok sayıda yaprak voltajı yükseltebilir. Ekip bilinçli olarak canlı güneş pilini yarattı, böylece protonlar iç yaprak çözeltisindeki hidrojen gazı katotta birleşerek hidrojen gazı oluşturabilir ve bu daha sonra toplanıp başka amaçlar için kullanılabilir. Araştırmacılara göre, onların yaklaşımı gelecekte çok amaçlı, sürdürülebilir yeşil enerji çözümlerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir.
Dergi Referans:
- Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster ve Noam Adir. Etli Bitkilerde Kendiliğinden Kapalı Biyo-Fotoelektrokimyasal Hücre. ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler. DOI: 10.1021/acsami.2c15123
