研究人员将多肉植物变成活的生物太阳能电池

从生物光合系统(例如活细胞)收集电流通常是通过将系统浸入电解质溶液中来实现的。在一项新研究中，以色列 Technion 的科学家表明，在多肉植物组织中发现的水溶液可以直接用作天然生物光电化学电池。

在所有活细胞中，从细菌和真菌到植物和动物，电子作为自然生化过程的一部分来回穿梭。

但是，如果存在电极，电池实际上可以产生可在外部使用的电能。

研究人员以前用这种方式用细菌制造燃料电池，但必须不断地喂养微生物。

相反，Technion 的教授 Noam Adir和他的同事们转向光合作用来产生电流。

在此过程中，光驱动电子从水中流出，最终导致氧气和糖的产生。

这意味着活的光合细胞不断产生电子流，这些电子流可以作为光电流被拉走并用于为外部电路供电，就像太阳能电池一样。

某些植物——比如在干旱环境中发现的多肉植物——有厚厚的角质层来保持叶子中的水分和养分。

研究作者首次想测试多肉植物的光合作用是否可以利用其内部水和营养物质作为电化学电池的电解质溶液为活太阳能电池发电。

他们使用冰草(Corpuscularia lehmannii)制造了一个活的太阳能电池，冰草是一种原产于南非东开普省部分地区的多汁植物。

他们将铁阳极和铂阴极插入植物的一片叶子中，发现其电压为 0.28 V。

当连接到电路中时，它会产生高达 20 µA/cm 2的光电流密度，当暴露在光线下时，它可以持续产生电流超过一天。

尽管这些数字小于传统碱性电池的数字，但它们仅代表一片叶子。

之前对类似有机设备的研究表明，串联多个叶子可以增加电压。

研究人员专门设计了活太阳能电池，使内部叶片溶液中的质子可以在阴极结合形成氢气，并且可以收集这些氢气并将其用于其他应用。

“我们的方法可以促进未来可持续的多功能绿色能源技术的发展，”他们说。

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