(Phys.org) —Los investigadores han utilizado una sencilla impresora de inyección de tinta para imprimir una "biotinta" de cianobacterias en una superficie conductora, creando una célula biofotovoltaica. A diferencia de las células fotovoltaicas convencionales que funcionan solo cuando se exponen a la luz, las cianobacterias pueden generar una corriente eléctrica tanto en la oscuridad como en respuesta a la luz. Los investigadores esperan que la celda pueda servir como una fuente de alimentación respetuosa con el medio ambiente para dispositivos de baja potencia como biosensores, e incluso se puede ampliar para imprimir un papel tapiz de bioenergía.

Los científicos, en el Imperial College de Londres y la Universidad de Cambridge, han publicado un artículo sobre la nueva célula biofotovoltaica en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza .

"Nuestro dispositivo biofotovoltaico es biodegradable y en el futuro podría servir como un panel solar desechable y una batería que se puede descomponer en nuestros composts o jardines, ", dijo el coautor Marin Sawa de la Universidad de Artes de Londres y el Imperial College de Londres Phys.org . "Barato, accesible, Amigable con el medio ambiente, Baterías biodegradables sin metales pesados ​​ni plásticos:esto es lo que nosotros y nuestro medio ambiente realmente necesitamos, pero que todavía no tenemos. y nuestro trabajo ha demostrado que es posible tener eso ".

En general, Las células biofotovoltaicas contienen algún tipo de cianobacterias o algas fototróficas. lo que significa que convierte la luz en energía. Sin embargo, incluso en la oscuridad, estos organismos continúan generando algo de energía al metabolizar sus reservas de almacenamiento interno. Entonces, cuando los organismos están conectados a un electrodo no biológico, Pueden funcionar como un "panel bio solar" cuando se exponen a la luz o como una "batería biológica solar" en la oscuridad.

Actualmente, uno de los mayores desafíos que enfrentan las células biofotovoltaicas es producirlas a gran escala. Típicamente, los organismos se depositan sobre la superficie de un electrodo desde un depósito de líquido voluminoso. En el nuevo estudio, Los investigadores demostraron que la impresión por inyección de tinta se puede utilizar para imprimir tanto la superficie del electrodo de nanotubos de carbono como las cianobacterias encima. mientras permite que las bacterias sigan siendo completamente viables. Este enfoque no solo permite que las células se fabriquen rápidamente, pero la configuración también es más compacta y permite una mayor precisión en el diseño de la celda.

Con estas ventajas, las células biofotovoltaicas impresas por inyección de tinta pueden generar una densidad de corriente máxima que es 3-4 veces mayor que las células fabricadas con métodos convencionales. Demostrar, los investigadores demostraron que nueve celdas conectadas pueden alimentar un reloj digital o generar destellos de luz a partir de un LED, ilustrando la capacidad de producir ráfagas cortas de potencia relativamente alta. Los investigadores también demostraron que las células pueden generar una salida de energía continua en el transcurso de un período de 100 horas que consta de ciclos de luz y oscuridad.

En el futuro, Los investigadores planean desarrollar paneles biofotovoltaicos de película delgada (BPV) y también explorar aplicaciones potenciales como fuentes de alimentación integradas en las áreas de diagnóstico médico en el punto de atención y monitoreo ambiental. los cuales se benefician de desechables, biosensores ecológicos. Otra aplicación potencial es un papel tapiz bioenergético.

"El papel tapiz de bioenergía es una aplicación ampliada de nuestro sistema BPV, "Dijo Sawa." El papel tapiz tendrá patrones conductores basados ​​en carbono con cianobacterias productoras de electrones. Convierte una superficie interior en un recolector de energía para impulsar aplicaciones de bajo consumo como luces LED y / o biosensores. que puede, por ejemplo, monitorear la calidad del aire interior ".

Los investigadores también esperan que la producción de energía de las células se pueda mejorar de diversas formas, como mejorando la conductividad del circuito, optimizar el diseño de la celda, y el uso de organismos más resistentes.

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