חיידקים סולאריים לייצור חשמל

השימוש באנרגיית השמש לייצור חשמל התרחב והשתכלל מאוד בשנים האחרונות. אך כל מאמציהם של טובי המהנדסים והמדענים עדיין אינם מתקרבים ליכולת לניצול אנרגיית אור השמש שהתפתחה בטבע במשך מיליוני שנות אבולוציה.

את היכולת הזאת ביקשו לרתום חוקרים מאוניברסיטת בינגהמטון בניו-יורק. החוקרים מהמחלקה להנדסת חשמל מדווחים כי הצליחו לייצר אנרגיה חשמלית בעזרת לוחות המכילים חיידקים כחוליים. החוקרים הצליחו לראשונה לחבר כמה יחידות בסיס באופן המאפשר לקבל מתח חשמלי גבוה יותר.

חיידקים כחוליים (Cyanobacteria, המכונים לעתים גם "אצות כחוליות") נפוצים מאוד בים ובאזורים לחים ביבשה, ובמקרים רבים הם החוליה הראשונה במארג המזון. כמו צמחים ואצות, גם החיידקים הכחוליים מבצעים פוטוסינתזה: הם קולטים מהסביבה פחמן דו-חמצני ומים, ובעזרת אנרגיית אור השמש מייצרים בתהליך כימי מורכב חומרים אורגניים (כמו סוכרים) וחמצן. כאמור, הטבע מתקדם בהרבה מהמדע בתחום הזה, ואנו איננו מסוגלים לשחזר במעבדה תהליך של פוטוסינתזה ביעילות שמתקרבת אפילו לזו של הטבע.

בתגובת האור של הפוטוסינתזה משתחררים אלקטרונים בעת פירוק המים. החוקרים, בראשות סאוקאון צ'וי (Choi), אספו את האלקטרונים המשתחררים וייצרו חשמל, שהוא פשוט זרם של אלקטרונים. החוקרים בנו פאנלים ביו-סולאריים קטנים שכל אחד מהם הכיל חיידקים, מקור אוויר, מים ואנודה – אלקטרודה קולטת אלקטרונים שעליה גידלו את החיידקים בפאנל. הלוחות האלה, ובהם החיידקים, הוחזקו במחזורי אור וחושך של 12 שעות, כדי לדמות יום ולילה. כצפוי, הזרם החשמלי שהופק מהתאים היה חלש יותר בחושך מאשר באור. בניסוי הדגימו החוקרים חיבור של תשעה פאנלים כאלה, ולדבריהם אפשר לחבר למערך עוד ועוד לוחות.

הפיתוח הזה נמצא עדיין בשלבים ראשוניים מאוד, ויישום הטכנולוגיה להפקת אנרגיה עדיין רחוק. החוקרים השיגו באמצעות החיידקים מתח והספק נמוכים עשרות מונים מאלה של הלוחות הסולאריים הנפוצים כיום, אך הוכיחו את היתכנותה של הטכנולוגיה הזאת. אם יצליחו להתגבר על הקשיים ולייעל את הפקת החשמל בעזרת החיידקים, יהיו לביו-פאנלים כאלה כמה יתרונות בולטים על פני הלוחות הסולאריים הקיימים. הם זולים יחסית לייצור; ירוקים יחסית, משום שייצורם אינו דורש חומרים נדירים ומזהמים; ובעיקר – הם אינם דורשים תחזוקה שוטפת רבה, משום שהחיידקים מקבלים מהסביבה את כל צורכיהם.