Biogeen
Zonnecellen zetten lichtenergie om in elektrische energie. Veel zonnecellen bij elkaar vormen de zonnepanelen die je onder andere op daken van huizen vindt. Het bijzondere aan de nieuwe zonnecellen is dat ze biogeen zijn. Oftewel, het materiaal is van levende organismen gemaakt.
Kleurstof
De onderzoekers gebruikten de bacterie Escherichia Coli en pasten zijn DNA zo aan dat het de kleurstof lycopeen in grote hoeveelheden maakt. Deze kleurstof zit ook in tomaten, en is zeer effectief in het opslaan van licht. De bacteriën werden, gemengd met een mineraal dat werkt als halfgeleider, aangebracht op een glasplaat. De gecoate glasplaat werkt aan een kant van de cel dan als de anode. Uiteindelijk werd een elektrische stroomdichtheid van 0,686 milliampère per cm2 gemeten, bijna een verdubbeling ten opzichte van eerder onderzoek met biogene zonnecellen. Ter vergelijking: een moderne conventionele zonnecel haalt een stroomdichtheid tussen de 25 en 35 milliampère per cm2.
Goedkoper
Bij eerdere versies biogene zonnecellen werd de kleurstof uit de bacteriën gehaald. Dit is een kostbaar en complex proces, waarbij giftige oplosmiddelen worden gebruikt die de kleurstof kunnen afbreken. Door de kleurstof in de bacterie te laten zitten, zouden de productiekosten ongeveer een tiende zijn van wat het nu kost. In de toekomst willen de onderzoekers de bacteriën laten leven, zodat ze onbeperkt lycopeen kunnen produceren.
Bewolking
De nieuwe hybride zonnecellen kunnen na verdere ontwikkeling en optimalisatie net zo efficiënt worden als conventionele zonnecellen. Een groot voordeel is dat de biogene cellen in zwak licht net zo efficiënt zijn als in direct zonlicht. Voor gebieden als Noord-Europa en Canada is dit goed nieuws, aangezien het daar meestal bewolkt is. Andere potentiele toepassingen zijn het gebruik in mijnen, onder water en in andere omgevingen met weinig licht.
Eerder onderzoek liet al zien hoe gevriesdroogde bacteriën met wat spuug stroom opwekt.
Bron: Srivastava et al. (2018) - A Biogenic Photovoltaic Material