Біофотовольтаїка: крок уперед у технологіях сталої енергії

Майбутнє зеленої енергії: біофотогальванічні системи у фокусі

Наука не стоїть на місці, і це підтверджує дослідження, опубліковане в Environmental Science and Ecotechnology. У ньому розглядаються біофотогальванічні (BPV) системи, які вміло поєднують фотосинтетичні мікроби з електрохімічними компонентами. Ці системи мають потенціал перетворювати сонячне світло в електрику, і основну роль у цій технології відіграють ціанобактерії, зокрема Synechocystis sp. PCC 6803. У ході дослідження фахівці вони зосередились на молекулярних процесах, які роблять цю техніку зеленої енергії життєздатною.

Як працюють BPV системи

Одна з головних тем дослідження — це зовнішнє електронне перенесення (EET). Під час фотосинтезу електрони, отримані з цього процесу, захоплюються електродом за участі медіаторів на зразок ферроціаніду. Спостереження показали, що EET майже не впливає на зростання клітин, їхню здатність до фіксації вуглецю чи виробництво кисню. Водночас, EET впливає на фотозахисні механізми, такі як фотосистеми I, перенаправляючи електрони далі по їх ланцюгу. Це відкриття важливе для визначення джерела електронів у процесі, опосередкованому ферроціанідами, підвищуючи ефективність BPV систем.

Вплив концентрацій медіаторів

Ще одне важливе спостереження дозволило встановити, що підвищені концентрації ферроціаніду можуть самостійно взаємодіяти з електронним транспортним ланцюгом, нагадуючи вплив малих кількостей ціаніду. Це підкреслює важливість точного контролю над концентрацією медіаторів з метою підвищення продуктивності та пом’якшення можливих біотоксичних ефектів.

“Це дослідження надає молекулярне розуміння фотосинтетичного електронного потоку в BPV системах, прокладаючи шлях для більш ефективних дизайнів”, – зазначили автори. Дослідження розкриває функціональність BPV систем, що генерують чисту електрику і слугують вуглецевим поглиначем, роблячи їх критично важливим етапом на шляху до стійких енергетичних рішень.

Погляд у майбутнє

У майбутньому науковці планують зосередитися на удосконаленні медіаторів, оптимізації шляхів електронів та дослідженні нових підходів задля подальшого підвищення ефективності BPV систем для практичних застосувань. Це відкриває нові горизонти для впровадження зеленої енергетики у наше повсякденне життя, що допоможе нам зберегти планету для майбутніх поколінь.