Bakterie by mohly pomoci zvýšit výkon solárních elektráren, říkají vědci

Fotosyntetické bakterie dokáží velmi efektivně využívat sluneční energii. To lze podle vědců uplatnit ve fotovoltaice.

Fotosyntetické bakterie dokáží velmi efektivně využívat sluneční energii. To lze podle vědců uplatnit ve fotovoltaice.

Fotovoltaické panely pro výrobu elektřiny ze slunečního světla se zatím potýkají s nízkou účinností. Vědci proto zkoumají struktury, které mikroorganismům umožňují získávat energii i z velmi slabého světla. Výsledkem by měla být nová generace solárních článků.

Sluneční energii nevyužívají jenom rostliny, ale také některé mikroorganismy. Patří mezi ně i zelené fotosyntetické bakterie, obsahující zvláštní buněčné struktury, kterým se říká chlorozomy. Tyto bakterie často žijí v prostředích s extrémními podmínkami, kde je světla nedostatek. Přesto jim stačí k úspěšné existenci - právě díky chlorozomům.

"Chlorozomy jsou jedním z nejefektivnějších přírodních struktur určených k využívání slunečního světla," říká Volker Urban z Oark Ridge National Laboratory, molekulární biolog a člen týmu, který zkoumá strukturu chlorozomů za pomocí za pomoci neutronové analýzy. Výsledky jejich práce byly nedávno zveřejněny v odborném časopisu Langmuir.

"Zjistili jsme, že chlorozomy jsou velmi stabilní a pracují efektivně ve velkém rozmezí teplot i v různých prostředích," vysvětluje Volker Urban. "To je velmi důležitá vlastnost, která se může hodit, pokud bychom principy jejich fungování použili při konstrukci solárních článků."

Opisování od přírody

Složité biochemické komplexy podobné chlorozomům by při zabudování do materiálu fotovoltaických panelů mohly podstatně zvýšit efektivnost přeměny světla na elektrickou enerergi. Ta se nyní u komerčně prodávaných článků pohybuje okolo 16 procent. V laboratorních podmínkách se sice podařilo dosáhnout i mnohem víc (okolo 50 procent) ovšem za použití exotických a drahých materiálů.

Kdyby struktury okopírované od chlorosomů sloužily v solárních článcích k přenosu světelné energie k polovodičovým materiálům, účinnost fotovoltaických panelů by se mohla výrazně zvýšit. V přírodě totiž dokáží fotosyntetické bakterie využít sluneční světlo v celém rozsahu jeho spektra - a navíc i při nízké intenzitě osvětlení. Naproti tomu dnešní fotovoltaické články jsou citlivé jen k části slunečního světla a pracují až od určité úrovně osvětlení. Zvýšení spektrálního rozsahu a úrovně citlivosti je proto jedním z hlavních směrů dalšího vývoje fotovoltaiky.

"Příroda tyhle problémy vyřešila už dávno před námi - a my se nyní snažíme přijít na to, jak to dokázala," říká Volker Urban. "Zatím ještě principům činnosti chlorosomů do všech detailů nerozumíme, ale pomocí citlivých analytických metod bychom je mohli odhalit."