Biosolar: использование природных солнечных батарей

Фотогальванические панели из растительного материала, могут стать дешевой, легкодоступной альтернативой традиционным солнечным батареям.

Через несколько лет люди в отдаленных деревнях развивающихся стран смогут сделать свои собственные солнечные панели, с низкой себестоимостью, используя сельскохозяйственные отходы в качестве сырья. Таково видение Andreas Mershin -исследователя Центра битов и атомов из Массачусетского технологического института.

Работа ученого – это продолжение проекта, начатого восемь лет назад ведущим научным сотрудником Центра Биоинженерии при Массачусетском технологическом институте Shuguang Zhang, который был первым автором проекта наряду с Michael Grätzel из швейцарского федерального института технологий Лозанны (École Polytechnique Fédérale de Lausanne). В свою оригинальную работу Zhang включил комплекс молекул — фотосистему-I (PS-I) — очень мелкие структуры внутри клеток растений, отвечающие за фотосинтез. Zhang с коллегами выделили PS-I из сине-зеленых водорослей, химически стабилизировали эту структуру и сформировали слой на стеклянной подложке, который может подобно обычному фотогальваническому элементу на свету производить электрический ток.

Но у этой системы были некоторые недостатки. Сборка и стабилизация потребовали дорогих химических веществ и сложного лабораторного оборудования. К тому же полученная солнечная батарея была слаба: ее эффективность оказалась ниже, чем обычно применяется на практике.

Теперь же, утверждает Mershin, процесс упрощен до такой степени, что фактически любая лаборатория может воссоздать его, позволяя ученым во всем мире начать исследовать процесс и делать дальнейшие усовершенствования. «Эффективность новой системы в 10 000 раз выше предыдущей версии, хотя в пересчете это только 0,1% энергии солнечного света к электричеству, поэтому она должна быть улучшена еще десятикратно, чтобы принести пользу», — говорит ученый.

Ключом к повышению эффективности, объясняет Mershin, стал бы способ, при котором можно было подвергнуть воздействию солнца намного большую площадь поверхности комплекса PS-I. В своей работе Zhang использовал тонкий плоский слой материала, а вдохновением Mershin для нового совершенствования стали… сосны в лесу.

Mershin заметил, что у большинства сосен были голые стволы, а полог ветвей — только на самом верху,  но у некоторых вдоль всего ствола сверху вниз располагались небольшие ветви, способные захватывать проникающий солнечный свет. Он решил создать такой микроскопический лес на чипе.

На воплощение этого понимания в практическое устройство ушли годы работы, но в результате Mershin смог создать крошечный лес нанопроводов из оксида цинка (ZnO), а также наноструктуру из диоксида титана (TiO2) наподобие губки, покрытую светопоглощающим материалом, полученным из бактерий. Нанопровода служили не только поддерживающей структурой для материала, но, подобно обычным проводам, переносили поток электронов, произведенных молекулами, вниз к поддерживающему слою материала.  Также теперь их можно было соединить в цепь.

Оксид цинка и диоксид титана — главный компонент во многих солнцезащитных кремах — очень хорошо поглощают ультрафиолетовый свет. В данном случае это полезно, потому что ультрафиолет имеет тенденцию повреждать PS-I, но в этих системах разрушительный свет поглощается поддерживающей структурой.

Поскольку разработанная система настолько дешева и проста, ученый надеется, что иеперь это станет «способом получить низкотехнологичное электричество для людей, которые никогда не были потребителями или производителями технологий солнечной энергии». Он надеется, что инструкции для изготовления солнечной батареи будут достаточно просты, укорочены до «одного листа с рисунками, без слов». Единственный компонент, который необходимо приобрести, — химические вещества для стабилизирования PS-I молекул, упакованные в полиэтиленовый пакет.

По существу, — утверждает Mershin, — в последующие годы сельский житель из отдаленной местности сможет «взять такой пакет, смешать его с чем-либо зеленым (обрезки травы) и нанести на крышу», чтобы начать производить энергию, которая сможет заряжать сотовые телефоны или фонари. Сегодня в таких местностях широко используют керосиновые лампы, но «это самый дорогой, самый небезопасный для здоровья» источник света, — говорит он. «Ночное освещение — способ номер один, чтобы выйти из бедности», — добавляет он, потому что это позволит людям, которые работают весь день в полях, ночью читать и получать образование.

Babak Parviz, профессор электротехники в Вашингтонском университете, который специализируется на бионанотехнологиях, считает это исследование «очень хорошим шагом в объединении биомолекул для строительства солнечных батарей. Работа демонстрирует многообещающий прорыв в строительстве органических фотогальванических батарей». Хотя разработанная система еще нуждается в доработке, добавляет он, «дальнейшие исследования в этой области, возможно, помогут улучшить стабильность и производительность этих устройств».

По материалам интернет-порталов «NanoWiKi» и «Scientific Reports от 02 февраля 2012 г.»

Перевод Елена Михаленко

Biosolar: использование природных солнечных батарей: 32 комментария

  • 31.01.2018 в 13:04
    Permalink

    I simply want to tell you that I’m new to weblog and certainly enjoyed this web page. Likely I’m want to bookmark your blog . You surely have remarkable well written articles. Appreciate it for sharing your website page.

    Ответ
  • 02.02.2018 в 09:08
    Permalink

    Usually I do not read post on blogs, but I wish to say that this write-up very pressured me to take a look at and do it! Your writing style has been amazed me. Thanks, very nice post.

    Ответ
  • 07.02.2018 в 14:20
    Permalink

    I have learn a few just right stuff here. Definitely worth bookmarking for revisiting. I wonder how so much attempt you place to create this sort of magnificent informative site.

    Ответ
  • 08.02.2018 в 09:42
    Permalink

    I haven¡¦t checked in here for a while because I thought it was getting boring, but the last few posts are great quality so I guess I¡¦ll add you back to my everyday bloglist. You deserve it my friend 🙂

    Ответ
  • 08.02.2018 в 17:44
    Permalink

    Generally I don’t learn post on blogs, but I would like to say that this write-up very forced me to check out and do so! Your writing taste has been surprised me. Thank you, quite nice post.

    Ответ
  • 09.02.2018 в 03:35
    Permalink

    Dead indited content material, thanks for information. «The bravest thing you can do when you are not brave is to profess courage and act accordingly.» by Corra Harris.

    Ответ
  • 09.02.2018 в 13:00
    Permalink

    What i don’t understood is in reality how you’re no longer really much more neatly-favored than you may be right now. You’re so intelligent. You know therefore significantly with regards to this topic, made me individually believe it from a lot of varied angles. Its like men and women aren’t involved unless it’s one thing to do with Woman gaga! Your individual stuffs outstanding. Always care for it up!

    Ответ
  • 10.02.2018 в 03:42
    Permalink

    I got what you mean , thanks for posting .Woh I am pleased to find this website through google. «Food is the most primitive form of comfort.» by Sheila Graham.

    Ответ
  • 10.02.2018 в 17:04
    Permalink

    Generally I do not learn post on blogs, however I wish to say that this write-up very compelled me to take a look at and do so! Your writing taste has been surprised me. Thanks, quite great article.

    Ответ
  • 11.02.2018 в 05:40
    Permalink

    I have been browsing online more than three hours today, yet I never found any interesting article like yours. It’s pretty worth enough for me. In my opinion, if all web owners and bloggers made good content as you did, the web will be much more useful than ever before.

    Ответ
  • 11.02.2018 в 19:52
    Permalink

    obviously like your website but you need to check the spelling on quite a few of your posts. Many of them are rife with spelling problems and I in finding it very bothersome to tell the reality then again I will certainly come back again.

    Ответ
  • 12.02.2018 в 06:08
    Permalink

    I’ve recently started a blog, the information you provide on this site has helped me tremendously. Thanks for all of your time & work.

    Ответ
  • 12.02.2018 в 15:38
    Permalink

    Some truly prize articles on this internet site , saved to my bookmarks .

    Ответ
  • 13.02.2018 в 10:40
    Permalink

    Thanks for the sensible critique. Me & my neighbor were just preparing to do some research about this. We got a grab a book from our area library but I think I learned more from this post. I am very glad to see such excellent information being shared freely out there.

    Ответ
  • 13.02.2018 в 19:14
    Permalink

    I enjoy you because of your whole effort on this blog. My aunt loves engaging in research and it is simple to grasp why. Many of us know all of the dynamic method you give informative tactics on the web blog and therefore boost response from some other people on this theme so our own princess is now understanding a lot of things. Take advantage of the rest of the year. You have been conducting a brilliant job.

    Ответ
  • 14.02.2018 в 03:50
    Permalink

    Its wonderful as your other posts : D, thanks for posting . «The real hero is always a hero by mistake he dreams of being an honest coward like everybody else.» by Umberto Eco.

    Ответ
  • 14.02.2018 в 17:31
    Permalink

    F*ckin’ tremendous issues here. I am very happy to peer your article. Thanks so much and i am looking forward to contact you. Will you kindly drop me a e-mail?

    Ответ
  • 15.02.2018 в 02:43
    Permalink

    Thank you, I have recently been looking for info approximately this topic for a while and yours is the best I have came upon till now. However, what in regards to the bottom line? Are you positive about the supply?

    Ответ
  • 15.02.2018 в 15:11
    Permalink

    Great website. Lots of useful information here. I am sending it to several buddies ans additionally sharing in delicious. And of course, thank you for your effort!

    Ответ
  • 15.02.2018 в 19:39
    Permalink

    Thanks for posting terrific informations. Your webpage is so cool. I am impressed by the information you have on this website. The idea explains how very well you perceive this specific topic. I Bookmarked this page and will come back for much more posts. I discovered this is the info I currently researched everywhere and merely could not come across. What a great site.

    Ответ
  • 16.02.2018 в 14:06
    Permalink

    As I site possessor I believe the content matter here is rattling fantastic , appreciate it for your efforts. You should keep it up forever! Good Luck.

    Ответ
  • 16.02.2018 в 15:19
    Permalink

    Nice read, I just passed this onto a friend who was doing a little research on that. And he just bought me lunch since I found it for him smile Thus let me rephrase that: Thank you for lunch! «Curiosity will conquer fear even more than bravery will.» by James Stephens.

    Ответ
  • 17.02.2018 в 09:55
    Permalink

    Nice weblog here! Also your site so much up very fast! What web host are you using? Can I am getting your associate hyperlink on your host? I wish my website loaded up as quickly as yours lol

    Ответ
  • 17.02.2018 в 09:55
    Permalink

    There is apparently a lot to know about this. I believe you made some nice points in features also.

    Ответ
  • 17.02.2018 в 09:58
    Permalink

    Good site! I really love how it is easy on my eyes and the data are well written. I’m wondering how I could be notified when a new post has been made. I have subscribed to your feed which must do the trick! Have a great day!

    Ответ
  • 17.02.2018 в 15:52
    Permalink

    I am not sure where you’re getting your info, but great topic. I needs to spend some time learning much more or understanding more. Thanks for fantastic information I was looking for this info for my mission.

    Ответ
  • 18.02.2018 в 05:04
    Permalink

    you’re actually a excellent webmaster. The web site loading velocity is amazing. It sort of feels that you’re doing any distinctive trick. In addition, The contents are masterwork. you have done a great job in this matter!

    Ответ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.