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2023-02-19 14:59

利用植物分子获取太阳能

我们目前的太阳能电池板效率不高;它们只能将大约20%的太阳能转化为电能。因此,为了产生大量的电力,太阳能电池板需要大量的空间——有时导致森林被砍伐或农场被太阳能所取代。如果太阳能电池板的效率更高,更小的电池板可以产生同样多的电力,而且不会占用那么多的土地。

为了制造更高效的太阳能电池板,位于巴尔的摩郡的马里兰大学克里斯·d·格迪斯教授的实验室里的拉哈里·萨哈正在研究一种独特的发电方式——利用植物将阳光转化为化学能的能力,利用擅长吸收阳光的叶绿素等生物分子。Saha将于2月22日星期三在加州圣地亚哥举行的第67届生物物理学会年会上介绍她的工作。

他们的目标是利用生物分子产生电力,然后可以收集并用于为设备供电或储存在电池中以供以后使用。这一过程涉及利用分子的荧光。“任何能发出荧光的分子。如果我们激发荧光团,它可以将能量转移到金属纳米颗粒上,如果粒子彼此足够接近,它们就会敲掉电子并产生电流,”Saha解释道。Saha解释说,这一过程并不局限于荧光分子,它们只需要对叶绿素、β -胡萝卜素或叶黄素等光的吸收能力强。每一种都相对便宜,而且很容易从植物中提取

这种基于荧光的太阳能电池板的另一个好处是它更容易回收。目前,太阳能电池板依赖于昂贵的材料,如硅,并含有有毒元素,包括铅和镉,在大多数州,太阳能电池板被认为是危险废物,当他们需要处理时。但萨哈希望她的太阳能电池板将主要是植物分子和其他相对普遍的材料,如铜,使它们更容易回收。此外,通过选择寿命更长的材料,她希望太阳能电池板在处理它们之前能使用更长时间。

但萨哈的首要目标是制造更高效的太阳能电池板,“这样它就不会有那么大的足迹,”她说。她希望她的小型太阳能电池板能让农场最大限度地提高粮食产量,而不是发电,并保护森林。