Учеными Массачусетского технологического института (MIT) создан генетически модифицированный вирус, который можно использовать для повышения эффективности фотоэлементов солнечных батарей. С подробностями — MIT News Office.
В фотоэлементах солнечных батарей солнечная энергия преобразуется в электрический ток. Происходит это благодаря светособирающему материалу, из которого сделаны элементы, — он высвобождает электроны под воздействием солнечного света. В недавнем номере Nature Nanotechnology авторы из MIT представили работу, которая основана на способности углеродных нанотрубок повышать эффективность сбора электронов с поверхности фотоэлементов солнечных батарей. Однако при всей перспективности применения углеродных нанотрубок — микроскопических полых цилиндров, состоящих только из углерода, — в солнечной энергетике оно сопряжено с некоторыми проблемами. Одна из них — стремление нанотрубок сбиваться в комки или пучки, что отрицательно влияет на коэффициент производительности фотоэлемента. И вот здесь на помощь пришел генетически модифицированный вирус.
Группа аспирантов профессора MIT Анджелы Белчер (Angela Belcher) сконструировала генно-инженерную версию вируса М13, который может направлять организацию нанотрубок на поверхности фотоэлемента, то есть на его активном слое, таким образом, что комки, “закорачивающие” прохождение электротока, больше не образуются. Система, испытанная учеными, представляла собой фотоэлементы, сенсибилизированные органическим красителем. Это дешевые фотоэлементы нового поколения, в которых свет поглощается молекулами красителя, связанными с частицами оксида титана, что является так называемым активным слоем преобразующего свет в электричество элемента. В таком элементе обычно присутствуют и другие молекулы, способствующие восстановлению красителя для нового цикла преобразования энергии. Вирус, привнесенный в систему Анджелой Белчер с соавторами, имеет две функции. Во-первых, у него есть короткие белки, посредством которых нанотрубки последовательно, но с некоторыми интервалами соединяются друг с другом, что создает упорядоченный активный слой. Во-вторых, вирус модифицирован таким образом, что он сам производит оксид титана — ключевой элемент сенсибилизированных органическим красителем ячеек (их называют ячейками Грэтцеля в честь изобретателя, швейцарского ученого Михаэля Грэтцеля (Michael Grätzel). По сообщению MIT, “вирусные” фотоэлементы повышают производительность солнечных батарей почти на треть — с обычных 8 до 10,6%.
Нет комментариев