Фотосинтез в солнечных батареях

23.04.12

Фотосинтез в солнечных батареях

Фотосинтез в солнечных батареях

У растений есть свой механизм усваивания и преобразования солнечного света. Существующие в растениях специальные молекулы, с помощью фотосинтеза вырабатывают при энергию, которая используется для преобразования питательные вещества в биомассу. Не так давно был найден способ, как заставить белки напрямую отдавать «солнечную» энергию в электросеть.

В лаборатории электроники и органической оптики технологического института Массачусетса были созданы необычные солнечные батареи, в которых энергия получается с помощью фотосинтеза.

Команда инженеров и биологов, которыми руководит профессор Марк Балдо, решили, что растительные белки вполне способны вырабатывать энергию, которой хватит, например, для зарядки аккумуляторов ноутбука. В качества натурального преобразователя света в электричество ученые используют фотосинтетические бели, которые были извлечены из бактерий Rhodobacter sphaeroides и хлоропластов листьев шпината.

Таким образом были набраны пара миллиардов микроскопических органических помощников, которым нужны были условия для работы. Дело в том, что на твердой сухой поверхности естественные белки долго не сохраняются.

Экспериментаторы решили «обмануть» органику, убедив ее в том, что она все еще находится внутри организма. Для этого они применили искусственный материал, который был создан молекулярным биологом из MIT Шугуан Чжан. Этот материал представляет собой пептиды, созданные искусственным путем, они способны самособираться в структуры, которые очень похожи на клеточные мембраны. Вокруг фотосинтетических белков сформировали щит защитные молекулы, благодаря чему они могут существовать какое-то время в солнечной батарее.

Сама батарея была собрана по ходу лучей света следующим образом: стекло, очень тонкий слой оксида индия, который выступает в качестве прозрачного электрода, фотосинтетические белки в пептидной оболочке, затем идет органический полупроводник и серебряный электрод. Белки поглощают фотоны и переправляют электроны в серебряный электрод через слой полупроводника. Несмотря на всевозможные ухищрения, белки могут давать ток только 21 день.

Возможно, вас интересует, зачем ученым возиться с такой тонкой работой, если есть фотоэлектрические преобразователи энергии солнца на полупроводниках? Дело в том, что солнечные батареи на основе кремния, если также учитывать их производство, для окружающей среды вовсе не безвредны. А вот белковые панели, напротив, ей дружественны.

Их КПД составляет 12%, и его можно поднять до 20%, что в сочетании с небольшой стоимостью изготовления – серьезная заявка, чтобы вытеснить солнечные панели на полупроводниках. Можно придумать для них технологию самовосстановления, и если решить эту проблему, то по сроку службы белковые панели превзойдут полупроводниковые, которые на самовосстановление априори не способны.

zaryad.com
---

Комментарии:

 

---