Naśladują fotosyntezę.

Naukowcom z MIT-u udało się skopiować pomysł natury na przeprowadzanie fotosyntezy. Ich wynalazek już na etapie prototypu jest w stanie zamienić w energię elektryczną aż 40% energii padającego nań promieniowania słonecznego. To znacznie więcej niż najdoskonalsze obecnie konwencjonalne ogniwa fotowoltaiczne. Jednym z największych problemów związanych z pozyskiwaniem energii ze Słońca jest fakt, iż promieniowanie słoneczne niszczy wiele materiałów, przez co stopniowo tracą one swoje właściwości. Natura radzi sobie z tym w ten sposób, że przechwytujące światło molekuły ulegają rozbiciu, a następnie ponownie zostają złożone. Dzięki temu element światłoczuły jest ciągle odnawiany, charakteryzuje się zatem wysoką wydajnością.

Michael Strano, profesor chemii z MIT-u mówi, że na pomysł naśladowania natury wpadł, czytając o biologii roślin. Byłem naprawdę pod wrażeniem tego, jak wydajny jest mechanizm naprawy roślin. W lecie, w pełnym słońcu liść z drzewa odtwarza swoje proteiny co 45 minut – mówi uczony.

Strano postanowił znaleźć sposób na naśladowanie tego mechanizmu. Wraz ze swoim zespołem wyprodukował sztuczne fosfolipidy w kształcie dysku. Fosfolipidy te stanowiły podstawę dla innych, światłoczułych molekuł, nazwanych tutaj centrami reakcji. Gdy uderzył weń foton, uwalniały one elektron.

Dyski z fosfolipidów były zanurzone w roztworze zawierającym nanorurki, w których spontanicznie się z nimi łączyły. Nanorurki utrzymywały dyski w uporządkowanym ułożeniu tak, że wszystkie centra reakcji były jednocześnie wystawione na działanie słońca. Nanorurki przewodziły pozyskane elektrony.

Gdy do całości dodano surfaktant, cała struktura rozpadała się na swoje części składowe, tworząc zawiesinę. Z kolei po usunięciu surfaktantu – co uzyskiwano przepychając roztwór przez membranę – ponownie dochodziło do spontanicznego zorganizowania się wszystkich składowych w ogniwo fotowoltaiczne.

Uczeni zbudowali prototyp według wcześniej opracowanych teoretycznych założeń. Badania wykazały, że po 14 godzinach pracy i ciągłego rozbijania oraz ponownego składania ogniwa, nie występuje żaden spadek jego wydajności.

Teoretyczna wydajność takiego systemu jest bliska 100 procentom.

Obecnie naukowcy szukają sposobu na zwiększenie w roztworze koncentracji struktur budujących ogniwo. Prototyp zawierał ich niewiele, dlatego też produkował bardzo mało elektryczności na jednostkę powierzchni.

Autor: Mariusz Błoński, www.kopalniawiedzy.pl

Źródło: PhysOrg

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>