Испытаны вирусные солнечные батареи

Вирусная технология сравнительно просто может быть встроена в существующий цикл производства солнечных батарей.

Фотоэлектрические панели, активный слой которых собран генетически запрограммированными вирусами, — на треть эффективнее обычных. Это показал необычный эксперимент, проведённый в США.

Анжела Белчер (Angela Belcher) и её коллеги из Массачусетского технологического института генетически изменили вирус M13, заставив его работать микроскопическим роботом-сборщиком.

В первой фазе процесса вирусы захватывали однослойные углеродные нанотрубки (по 5–10 штук каждый) при помощи сотен своих пептидных молекул, а затем равномерно располагали на поверхности, создавая сеть сборщиков электронов. Её задача — принимать заряды от активного вещества и передавать их на контакты батареи.

Ранее учёные уже пробовали использовать нанотрубки как средство транспорта электронов в толще солнечной батареи. Но для полного успеха необходимо было преодолеть препятствие: нанотрубки должны сформировать разветвлённую проводящую структуру без комков и слипаний (они снижают общий эффект). Именно тут пригодилась ловкость вирусов-сборщиков. (Удобно также, что процесс шёл в водной среде и при комнатной температуре).

Но на монтаже «электросети» работа вирусов не закончилась. Изменив кислотность среды, учёные включили в тех же вирусах вторую заложенную генными инженерами программу. Теперь M13 занялись «высадкой» непосредственно у нанотрубок тончайшего покрытия из диоксида титана.

Финальный штрих (ещё некоторые ингредиенты), и в результате у Белчер получилась батарея на основе сенсибилизированных красителей. Такие солнечные элементы вообще-то не отличаются высоким КПД, но зато они очень дёшевы, потому в этой области в последнее время ведётся немало работ.

Филигранный «узор» из нанотрубок и тесно контактирующих с ними наночастиц TiO2 позволил порождаемым светом электронам беспрепятственно добираться до места назначения. Эффективность новых батарей оказалась равна 10,6% против 8% у обычных сенсибилизированных панелей без нанотрубок. (Детали — в статье в Nature Nanotechnology и пресс-релизе института.)

Это серьёзное улучшение, учитывая, что вирусы и нанотрубки составляли 0,1% по весу от всей панели. При этом авторы технологии говорят, что её можно приспособить для модификации и других перспективных типов солнечных батарей — органических, на базе квантовых точек и так далее.

Интересно, что ранее та же Анжела Белчер на опыте показала, как с помощью генетически запрограммированных вирусов можно повысить эффективность литиевых аккумуляторов.


Источник

«Если сложить темное прошлое со светлым будущим, получится серое настоящее»

Михаил Жванецкий

Научный подход на Google Play

Файлы

Критика новейших буржуазных концепций государственно-монополистического капитализма

От имени науки. О суевериях XX века

Побег из тьмы. Рассказ бывшего священника

Космическое будущее человечества