Vědci vyvinuli solární mikročlánky, které se dovedou samy opravit

Tyto solární články využívají k přeměně slunečního světla na elektřinu rostlinných bílkovin. Jednoduše se sestaví samy ze směsi proteinů, nanotrubiček uhlíku a dalších materiálů. Sebeopravný mechanismus, o kterém se píše v odborném časopise Nature Chemistry, by mohl vést k prodloužení jejich životnosti.

Různé snahy o zlepšení funkčnosti solárních článků jsou momentálně jednou z nejživějších oblastí vědy, zčásti i proto, že sluneční světlo je zdaleka nejhojnější obnovitelný zdroj energie na planetě.

Sama příroda nám ukazuje nejen to, jak sluneční světlo zachytit a přeměnit na jiné formy energie s mimořádnou účinností, ale předvádí i sebeopravný mechanismus, který působí proti ničivému účinku slunečního světla.

"Sluneční světlo ve spojení s kyslíkem velmi škodí," vysvětluje šéf výzkumu Michael Strano z Massachusettského technologického institutu. "Je to důvod, proč stárneme, a důvod, proč, když necháme papír nebo plast na slunci, tak se rozpadají a mizí."

Destruktivní směs slunečního světla a kyslíku způsobí podle Strana, že mnoho ze solárních článků, které se v laboratoři jeví jako vynikající, nemusejí přežít každodenní užívání. "Vědci celého světa se předhánějí v tom, aby dosáhli co nejvyšší efektivitu solárních článků, ale velmi málo lidí se ptá, co se s nimi stane, když je zapojíte na několik hodin, týdnů nebo dokonce měsíců," vysvětluje Strano.

Puzzle, který se sám složí

Profesor Strano a jeho kolegové ve snaze o zvýšení životnosti solárních článků nyní využili jeden z rostlinných mechanismů při fotosyntéze, fotosyntetické reakční centrum. Do práce zapojili také molekuly rostlinných lipidů, které tvoří stěny všech živých buněk a nanotrubičky čistého uhlíku, které jsou známy svými vynikajícími elektrickými vlastnostmi. Nakonec k nim přidali povrchově aktivní látku, která drží některé molekuly oddělené.

K překvapení vědeckého týmu se tento různorodý koktejl sám zformoval do podoby solárních článků, z nichž každý má průměr jen několik nanometrů. Molekuly lipidů se spárovaly do podoby disků, připojených k nanotrubičkám na jedné straně a reakčním centrům na straně druhé. Příchozí světlo je soustředěno reakčním centrem, volné elektrony směřují na lipidy a do nanotrubiček. Uvnitř tzv. fotoelektrochemické buňky se tyto elektrony shromažďují a společně tvoří elektrický proud.

"Je to jako puzzle, který jste hodili do vzduchu, a on se sám zkompletoval," říká profesor Strano.

Sebeformování solárních buněk umožňuje přirozeně i sebeopravu systému. Přidaná povrchově aktivní látka spolu s několika proteiny nahradí solární buňky poškozené slunečním zářením, a článek je opět kompletní.

Profesor Strano si je vědom, že účinnost těchto článků je jen nepatrným zlomkem účinnosti, kterou poskytují nejlepší solární články současnosti. Přesto je tento experiment podle vědců pro jejich budoucí práci důležitý.  "Je dobré, že začínáme přemýšlet o tom, jak vylepšit životnost zařízení tím, že využijeme mechanismů přírody," říká profesor Strano.

 

reklama

Diskuse

Zasílat reakce

Zveřejnit e-mail

Zobrazit náhled

Zbývá 1000 znaků

• Diskuse
• Celkem 3 příspěvků