堪薩斯州立大學（Kansas State University）研究生的一項研究成果表明，即使是替代能源技術，有時也可以更環(huán)保一點。

阿姚米•佩雷拉（Ayomi Perera）是斯里蘭卡（Sri Lanka）的化學博士生，他的工作是在化學教授斯特凡•博斯曼（Stefan Bossmann）指導下，改進染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cells）。這種電池是一種太陽能技術，使用染料，從陽光產(chǎn)生能量。他們創(chuàng)造了一種毒性較低的染料，而且與細菌結(jié)合，這樣，佩雷拉的太陽能電池更環(huán)保，有利于環(huán)境和生物體 ，這就制成一種替代能源產(chǎn)品，可取代化石燃料，而且更環(huán)保。

“染料敏化太陽能電池具有吸光染料，已經(jīng)存在20多年，但它的最高效率一直停留在接近11％的地方，已經(jīng)有一段時間，”佩雷拉說。“因此，這個想法是，不僅要努力提高效率，也要努力使這項技術更環(huán)保。”

為了使這種太陽能電池更環(huán)保，更高效，佩雷拉開始采用一種細菌，就是土垢分枝桿菌（Mycobacterium smegmatis）。土垢分枝桿菌是一種類型的病原體，可能會導致疾病，如肺結(jié)核。佩雷拉正在使用一個菌種，完全無毒，而且見于土壤和玉米片中。它也產(chǎn)生蛋白質(zhì)MspA，可以進行很多應用，只需經(jīng)過化學純化。

純化后，佩雷拉使蛋白質(zhì)結(jié)合一種合成染料，這種燃料毒性低于傳統(tǒng)的染料。這種蛋白質(zhì)與染料的混合物涂到單個太陽能電池上，組裝時，形成大型太陽能電池板，然后，在測試時，采用人工太陽光測量能量輸出。

“我們的想法是，蛋白質(zhì)用作電子轉(zhuǎn)移矩陣，用于這種吸光染料，”佩雷拉說。“我們希望，這種蛋白質(zhì)能捕獲染料產(chǎn)生的電子，然后朝著一個方向傳輸電子，從而產(chǎn)生電流。”

雖然這種新的染料敏化太陽能電池目前沒有改進這種技術的光電轉(zhuǎn)換性能，但是，這種技術是這類型中的第一種，有助于使低成本太陽能電池成為更可行的選擇，用于替代能源領域。

“這種類型的研究具有可生物降解的環(huán)保組件，用于太陽能電池內(nèi)，這在以前沒有做過，這項研究現(xiàn)在仍然處于早期階段，”佩雷拉說。“但是，我們已經(jīng)注意到，它很有效，這意味著，在這種光電生成條件下，蛋白質(zhì)不會分解。正因為如此，我們相信，我們實際上已經(jīng)制成首款包含蛋白質(zhì)的太陽能電池。”

今年二月，佩雷拉和堪薩斯大學的另一個畢業(yè)生獲獎，就在托皮卡（Topeka）的第九屆年度研究生研究峰會（Capitol Graduate Research Summi）上。她獲得堪薩斯生物公司（KansasBio ）500美元的獎學金，她會介紹她的研究，就是《設計更“綠色的”太陽能電池使用分枝桿菌蛋白質(zhì)MspA》（Design of a 'Greener' Solar Cell using Mycobacterial Protein MspA），就在這個組織五月舉行的董事會會議上介紹。

佩雷拉說，這次峰會有利于她的研究，因為給她帶來了機會，可以把她的研究介紹給科學界與州議員。因此，立法者可以理解這項研究，知道它會如何影響堪薩斯州。

“我們知道，化石燃料在不久的將來就會枯竭，”佩雷拉說。“堪薩斯很有名氣，是美國替代能源研究的中心地帶，因為有豐富的陽光和風力。”

本文為麻省理工《科技創(chuàng)業(yè)》原創(chuàng)文章，未經(jīng)書面許可，嚴禁轉(zhuǎn)載使用。