Sekretne życie paneli fotowoltaicznych. Odkrycie naukowców otwiera drzwi do lepszych ogniw i wielu innych korzyści

Mało jest na Ziemi miejsc tak nieprzyjaznych dla życia, jak powierzchnia paneli fotowoltaicznych. Gwałtowne wahania temperatury, stałe narażenie na promieniowanie słoneczne i brak wody sprawiają, że na ich powierzchni trudno jest przeżyć nawet bakteriom. Najnowsze badanie pokazuje jednak, że nawet w tak nieprzyjaznych warunkach życie może kwitnąć. A to odkrycie otwiera drzwi do zupełnie nowych, przełomowych technologii.

Aby sprawdzić, czy na panelach słonecznych coś może przeżyć, naukowcy z Brazylii pobrali próbki z powierzchni ogniw zamontowanych w skrajnie różnych środowiskach. Od mroźnej Antarktydy po gorącą Hiszpanię.

Okazało się, że mimo ekstremalnych warunków, życie na panelach ma się doskonale. Niektóre rodzaje bakterii i drożdży doskonale przystosowały się do funkcjonowania w ekstremalnych warunkach. W artykule opublikowanym w FEMS Microbiology Letters, oficjalnym czasopiśmie Federacji Europejskich Towarzystw Mikrobiologicznych, naukowcy opisali grupy mikroorganizmów, które mają właściwości, które w przyszłości mogą posłużyć nam do wielu cennych zastosowań.

"Skład mikroflory pokrywającej panele fotowoltaiczne jest bardzo podobny w Walencji, Berkeley, a nawet w Arktyce i Antarktyce" - pisze autorka badania Juliane Moura z Federalnego Uniwersytu São Carlos. "Chociaż badane kraje mają różne klimaty, to powierzchnia paneli w nich wszystkich jest domem dla społeczności mikroorganizmów, które przystosowały się do promieniowania słonecznego, wahań temperatury, niedoboru wody i samego materiału, z którego wykonane są panele"

Próbki pobrane z powierzchni paneli w różnych strefach klimatycznych wykazały obecność podobnych mikroorganizmów na wszystkich z nich. Ponad 90 proc. wszystkich obserwowanych na nich drobnoustrojów stanowiły bakterie z rodzaju Methylobacterium methylorubrum i Hymenobacter. Co ciekawe, jedynym innym środowiskiem, w którym prosperują odkryte na panelach organizmy, są równie ekstremalnie nieprzyjazne dla życia gleby pustyń Taklamaken, Gobi i Atacama w Chinach, Mongolii i Chile.

Ze względu na swoje właściwości, odkryte właśnie mikroorganizmy mogą pomóc ludziom tworzyć produkty, które wymagają długiego narażenia na światło, takie jak filtry przeciwsłoneczne i pigmenty do żywności, a także chemikalia, tekstylia, farmaceutyki i kosmetyki, oraz bardziej wydajne detergenty do czyszczenia paneli słonecznych.

Badacze wskazują, że lepsze zrozumienie tego, jakie bakterie żyją na panelach, może pomóc w lepszym utrzymaniu ich wydajności. Badania z Brazylii pokazują, że zabrudzenia mogą zmniejszyć produkcję energii z paneli o 11 proc. po 18 miesiącach. Na obszarach pustynnych ten spadek może sięgać 39 proc., a w przypadku ekstremalnych zjawisk takich jak burze piaskowe przekroczyć 50 proc.

Gromadzący się na panelach pył przenosi ze sobą mikroorganizmy. Niektóre z nich, aby przetrwać, tworzą tzw. biofilmy, które pokrywają cienką warstwą panele i zmniejszają ich zdolność do wychwytywania promieniowania słonecznego. Rozwiązaniem tego problemu może być jednak wykorzystanie przeciw gromadzącym się na panelach bakteriom innych towarzyszących im mikroorganizmów.

W zimnych klimatach, na panelach gromadzą się także tzw. drożdże pigmentowe, które mogą być stosowane do produkcji biodetergentów. Wytwarzane przez nie cząsteczki zmniejszają napięcie powierzchniowe w wodzie i pomagają rozpuszczać substancje nierozpuszczalne w wodzie. Mogą mieć też potencjalnie zastosowanie jako środki przeciwbakteryjne, w lekach zwalczających nowotwory oraz w procesach oczyszczania gleby i wód gruntowych skażonych uwalnianymi chemikaliami.

"Usuwanie biofilmu jest trudne, więc to badanie jest ważnym wkładem w rozwój nowatorskich sposobów zarządzania panelami słonecznymi" - mówi współautorka badania Iolanda Duarte. "Przyszłe badania z udziałem tych drożdży mogą pozwolić tworzyć skuteczniejsze środku czyszczące pomagające m.in. skutecznie czyścić panele"

Niektóre z wykrytych na panelach mikroorganizmów były w stanie rozwijać się w zakresie temperatur od 3 do 50 stopni Celsjusza. Naukowcy wyizolowali z ich powierzchni 63 mikroorganizmy odporne na promienie ultrafioletowe.