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Bacterias + micro paneles solares, la fotosíntesis se puede hacer con un solo barril!

2018-09-29
La fotosíntesis en la naturaleza es una de las formas de hacer un uso efectivo de la luz solar. Sin embargo, la eficiencia de la fotosíntesis de la naturaleza generalmente no es alta. La tasa de conversión de la mayoría de las plantas que convierten la luz solar en biomasa es de solo 0.1% -0.2%, incluso si es una reacción biológica. Las microalgas en las condiciones del dispositivo son actualmente solo 1-2%.

Por lo tanto, los científicos han esperado saltar fuera de la perspectiva de la planta y ser capaces de usar artificialmente la luz solar para & quot; cottage & quot; fotosíntesis. La fotosíntesis artificial es un proceso de recolección & quot; luz solar líquida & quot; para reducir el dióxido de carbono y producir productos químicos de alto valor a través de procesos limpios y verdes. El producto convierte la luz solar en combustible líquido para el almacenamiento.

Uno de los métodos de la fotosíntesis artificial es combinar bacterias con semiconductores inorgánicos. Las partículas nano-semiconductoras recolectan principalmente luz solar, que imita el papel de la clorofila en la fotosíntesis natural.

En la reciente 254a Exposición de la Conferencia Nacional de la Sociedad Nacional de Química, el equipo Kelsey K. Sakimoto de Lawrence Berkeley Labs en los Estados Unidos propuso un nuevo tipo de panel solar en miniatura, un sistema híbrido de bacterias. El sistema utiliza nanopartículas de sulfuro de cadmio (CdS) para transformar las bacterias no fotosintéticas Moorella thermoacetica. La superficie del panel solar está compuesta por nanopartículas de sulfuro de cadmio que pueden capturar fotones solares. CdS sulfuro de cadmio fotoexcitado puede producir pares de agujeros de electrones fotogenerados. Y solía participar en reacciones químicas en la fotosíntesis artificial.


Figura 丨 biorreactor CdS modificado con bacterias (izquierda); Los nanocristales absorbentes de luz (centro) convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en productos químicos útiles (derecha)

Luego declararon que el sistema termocatico CdS-Moorella puede usar luz para reducir el dióxido de carbono al ácido acético. El ácido acético es un producto químico versátil que se puede usar para hacer polímeros, productos farmacéuticos y combustibles líquidos, y el 5-20% del vinagre en la cocina está compuesto de ácido acético. El equipo de Sakimoto también está trabajando para convertir el dióxido de carbono en otros combustibles químicos como el metanol, hidrógeno líquido y otros combustibles líquidos.

Sakimoto? dijo: "Una vez que estos pequeños paneles solares se 'instalan' con estas bacterias, todas las bacterias pueden usar la energía solar para producir alimentos, combustible y plástico. & quot; Entonces, ¿por qué necesitas un medio como paneles solares? Debido a que solo las células fotovoltaicas pueden convertir toda la luz solar en una corriente de electrones, la fotosíntesis natural simplemente la transforma en el alimento necesario para el crecimiento de las plantas.


Figura 丨 biorreactor CdS modificado con bacterias (izquierda); Los nanocristales absorbentes de luz (centro) convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en productos químicos útiles (derecha)

Luego declararon que el sistema termocatico CdS-Moorella puede usar luz para reducir el dióxido de carbono al ácido acético. El ácido acético es un producto químico versátil que se puede usar para hacer polímeros, productos farmacéuticos y combustibles líquidos, y el 5-20% del vinagre en la cocina está compuesto de ácido acético. El equipo de Sakimoto también está trabajando para convertir el dióxido de carbono en otros combustibles químicos como el metanol, hidrógeno líquido y otros combustibles líquidos.

Sakimoto? dijo: "Una vez que estos pequeños paneles solares se 'instalan' con estas bacterias, todas las bacterias pueden usar la energía solar para producir alimentos, combustible y plástico. & quot; Entonces, ¿por qué necesitas un medio como paneles solares? Debido a que solo las células fotovoltaicas pueden convertir toda la luz solar en una corriente de electrones, la fotosíntesis natural simplemente la transforma en el alimento necesario para el crecimiento de las plantas.