Ερευνητές ανέπτυξαν βιολογικά ηλιακά πάνελ πάνω σε χαρτί

Οι ερευνητές ανέπτυξαν βιολογικά ηλιακά πάνελ πάνω σε χαρτί.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν βιολογικά ηλιακά πάνελ πάνω σε χαρτί.

Μια ηλιακή βιο-μπαταρία και ηλιακός συλλέκτης (δύο σε ένα) έχει δημιουργηθεί από ερευνητές που εκτυπώνουν ζωντανά κυανοβακτήρια και κυκλώματα πάνω σε χαρτί.

Τα κυανοβακτήρια είναι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί που βρίσκονται στη Γη εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Θεωρείται ότι είναι ο πρωταρχικός λόγος για τον οποίο η ατμόσφαιρα της Γης είναι πλούσια σε οξυγόνο.

Τώρα, μια ερευνητική ομάδα έχει αποδείξει ότι τα κυανοβακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μελάνι και να τυπωθούν από έναν εκτυπωτή inkjet σε ακριβή σχέδια πάνω σε ηλεκτρικά αγώγιμους νανοσωλήνες άνθρακα, οι οποίοι επίσης εκτυπώθηκαν με ψεκασμό πάνω σε ένα κομμάτι χαρτί. Η ομάδα έδειξε ότι τα κυανοβακτήρια επέζησαν της διαδικασίας εκτύπωσης και ήταν σε θέση να εκτελέσουν φωτοσύνθεση έτσι ώστε μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας να μπορούν να συλλεχθούν σε μια περίοδο 100 ωρών.

Ένα βιο-ηλιακό πάνελ που κατασκευάστηκε με αυτόν τον τρόπο, το κατά προσέγγιση μέγεθος ενός iPad, θα μπορούσε να τροφοδοτήσει ένα απλό ψηφιακό ρολόι, και σε ξεχωριστά πειράματα, ένα μικρό λαμπτήρα LED.

βιολογικά ηλιακά πάνελ πάνω σε χαρτί

Οι ερευνητές από το Imperial College του Λονδίνου, το Πανεπιστήμιο του Cambridge και το Central Saint Martins υποδηλώνουν ότι η ανακάλυψή τους θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τύπους ηλεκτρικών συσκευών που κατασκευάζονται από χαρτί και τυπωμένα φωτοσυνθετικά βακτήρια. Αυτά θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν αναλώσιμα τροφοδοτικά ενσωματωμένα σε αισθητήρες με βάση το χαρτί για την παρακολούθηση ασθενών με διαβήτη ή συσκευών που μοιάζουν με ταπετσαρίες, αλλά είναι στην πραγματικότητα περιβαλλοντικοί αισθητήρες για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα στο σπίτι.

Ο Δρ Marin Sawa, συν-συγγραφέας από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών στο Imperial College London, δήλωσε: “Πιστεύουμε ότι η τεχνολογία μας θα μπορούσε να έχει μια σειρά εφαρμογών, όπως ενεργώντας ως αισθητήρας στο περιβάλλον. αισθητήρας που μεταμφιέζεται ως ταπετσαρία, ο οποίος θα μπορούσε να παρακολουθεί την ποιότητα του αέρα στο σπίτι. Όταν πλέον θα έχει φτάσει στο τέλος της ζωής του, θα μπορούσε να να αφεθεί στον κήπο και να βιο-διασπαστεί χωρίς να έχει κανένα αντίκτυπο στο περιβάλλον.

Νέος τύπος ανανεώσιμης ενέργειας.

Η ηλιακή βιο-μπαταρία προωθεί την έρευνα σχετικά με ένα νέο τύπο τεχνολογίας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που αναπτύσσεται επί του παρόντος από επιστήμονες που ονομάζονται παγκοσμίως ως microbial biophotoltaics (BPV). Αξιοποιεί την ικανότητα των κυανοβακτηρίων και άλλων φυκών που χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση για να μετατρέψουν την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιώντας νερό ως πηγή ηλεκτρονίων.

Ένα από τα πλεονεκτήματα της χρήσης των BPVs για τη συλλογή ενέργειας από κύτταρα όπως τα κυανοβακτήρια είναι ότι μπορούν να παράγουν μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας στο φως της ημέρας και να συνεχίσουν να παράγουν το ίδιο ακόμη και στο σκοτάδι από μόρια που παράγονται στο φως.

Μερικοί από τους σημερινούς περιορισμούς που αντιμετώπισαν οι επιστήμονες κατά την ανάπτυξη των BPVs είναι ότι είναι δαπανηρές, έχουν χαμηλή ισχύ εξόδου και μικρή διάρκεια ζωής. Όλα αυτά τα μειονεκτήματα εμπόδισαν τους επιστήμονες να είναι σε θέση να αυξήσουν την τεχνολογία σε βιομηχανικό επίπεδο.

Ο καθηγητής Andrea Fantuzzi, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Τμήμα Επιστημών στο Imperial College London, δήλωσε: “Τα BPV με βάση το χαρτί δεν προορίζονται να αντικαταστήσουν την συμβατική τεχνολογία ηλιακών κυψελών για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μεγάλης κλίμακας, αλλά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να κατασκευάσουν τροφοδοτικά.Η χαμηλή ισχύς εξόδου τους είναι πιο κατάλληλη για συσκευές και εφαρμογές που απαιτούν μια μικρή και πεπερασμένη ποσότητα ενέργειας, όπως η περιβαλλοντική αίσθηση και οι βιοαισθητήρες.

Νέοι τύποι αισθητήρων με βάση το χαρτί

Οι ερευνητές προτείνουν ότι τα BPV θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε νέες μορφές αισθητήρων που κατασκευάστηκαν εξ ολοκλήρου από χαρτί, πράγμα που θα σήμαινε ότι θα είναι φτηνότερες και οικονομικά αποδοτικότερες, με λιγότερες επιπτώσεις στο περιβάλλον.

Ένα άλλο παράδειγμα για τα BPV, είναι στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης.

Ο Δρ Andrea Fantuzzi δήλωσε: “Τα BPV με βάση το χαρτί που ενσωματώνονται στην τυπωμένη ηλεκτρονική τεχνολογία και την τεχνολογία του βιοαισθητήρα θα μπορούσαν να προωθήσουν την εποχή των αισθητήρων που βασίζονται σε χαρτί και οι οποίοι παρακολουθούν τους δείκτες υγείας όπως τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα σε ασθενείς με διαβήτη. θα μπορούσε εύκολα να διατεθεί στο ευρύ κοινό με χαμηλό περιβαλλοντικό αντίκτυπο και με ιδιαίτερη ευκολία χρήσης που θα μπορούσε να διευκολύνει την άμεση χρήση του από τους ασθενείς. Επιπλέον, η προσέγγιση αυτή έχει τη δυνατότητα να είναι πολύ αποδοτική ως προς το κόστος, γεγονός που θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για τη χρήση της στις αναπτυσσόμενες χώρες με περιορισμένους προϋπολογισμούς για την υγειονομική περίθαλψη”.

Επόμενα βήματα

Η τρέχουσα μονάδα BPV με βάση το χαρτί είναι σε μέγεθος μιας παλάμης. Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να αυξήσει την απόδειξη της ιδέας σε μέγεθος Α4 για να καθορίσει την ηλεκτρική απόδοση σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Ο καθηγητής Christopher Howe, συν-συγγραφέας από το Τμήμα Βιοχημείας του Πανεπιστημίου του Cambridge, πρόσθεσε: “Αυτή είναι μια συναρπαστική απόδειξη της ιδέας. Η πρόκληση τώρα είναι να φτιάξουμε πάνελ που είναι πιο ισχυροί και μακράς διάρκειας”.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας