细菌是非常古老的生物，大约出现于37亿年前。一直以来，普通人民群众谈“菌”色变，认为细菌就是会影响身体健康的一类生物，但在很多行业，细菌也是不可或缺的一部分。例如在食品行业发光发热的乳酸；，生产调味品之一“醋”的醋酸菌；产生沼气的甲烷菌；医药行业的抗生素之一链霉素；污水处理过程中的“主力军”异养菌（去除污水中COD的的一类）、硝化菌、反硝化菌（在氮循环水质净化过程中起主要作用的一类菌类）、聚磷菌（传统活性污泥工艺中一类可以在好氧状态下将污水中的磷超量吸入体内的菌类）等。
细菌，用对了就是无比强大的“武器”。面对因化石能源的日渐消耗以及燃烧化石能源造成的日益严重的气候变暖问题，研究人员脑洞大开，自然界中细菌的种类与数量如此之多，它们可以在能源应用上出一份力吗？
2016年，美国加州大学伯克利分校华人教授杨培东领导的研究小组通过用物理和化学方法，成功地让原本生活在黑暗中一种名为Moorella thermoacetica的细菌利用起了太阳能。这种细菌生长在黑暗且缺乏氧气的土壤中，利用环境中的氢气将二氧化碳还原成乙酸。由于乙酸能够被进一步合成为其它许多有机物，这种微生物对于捕捉并转化大气中的二氧化碳具有很高的价值。然而由于氢气储存不便，这种途径具有一定的局限性。
为了克服这一难题，杨教授带领的课题组尝试了新的途径。他们将这种细菌培养在含有半胱氨酸和二价镉离子的环境中。这两种化合物相互作用，在细菌表面形成许多硫化镉的纳米颗粒，同时产生氢离子。硫化镉能够有效地吸收太阳能并将其转化为电能，而细菌随后利用这些能量，以大气中的二氧化碳和环境中的氢离子为原料合成乙酸。整个过程相当于为细菌安上一个太阳能电池，让原本不能利用太阳能的细菌进行了类似光合作用的过程。
但该研究的反应条件仍然限制了它的市场化，如果能进一步优化，有望提供一种对环境友好的新的利用太阳能的方式。
而在近日，据加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）官网消息，该校研究人员利用细菌将光转化为能量来制造太阳能电池，这种新电池产生的电流密度比以前此类设备更强，且在昏暗光线下的工作效率与在明亮光线下一样。
研究人员表示，要在北欧和不列颠哥伦比亚省这样阴雨天气比较多的地方广泛采用太阳能电池，这项创新迈出了重要一步。随着技术进一步发展，这类由活体有机物制成——源于生物的（biogenic）太阳能电池效率可媲美传统太阳能电池板内使用的合成电池。
以前建造源于生物的电池时，采取的方法是提取细菌光合作用所用的天然色素，但这种方法成本高且过程复杂，需要用到有毒溶剂，且可能导致色素降解。
为解决上述问题，研究人员将色素留在细菌中。他们通过基因工程改造大肠杆菌，生成了大量番茄红素。番茄红素是一种赋予番茄红色的色素，对于吸收光线并转化为能量来说特别有效。研究人员为细菌涂上了一种可以充当半导体的矿物质，然后将这种混合物涂在玻璃表面。他们采用涂膜玻璃作为电池阳极，生成的电流密度达0.689毫安/平方厘米，而该领域其他研究人员实现的电流密度仅为0.362毫安/平方厘米。
项目负责人、UBC化学和生物工程系教授维克拉姆帝亚·亚达夫表示：“我们记录了源自生物的太阳能电池的最高电流密度。我们正在开发的这些混合材料，使其可通过经济且可持续的方法制造，且最终效率能与传统太阳能电池相媲美。”
亚达夫相信，这一工艺会将色素的生产成本降低10%。他们的终极梦想是找到一种不会杀死细菌的方法，从而无限地制造色素。此外，这种源于生物的材料还可广泛应用于采矿、深海勘探以及其他低光环境等领域。
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