Фотоелектричні панелі, активний шар яких зібраний генетично запрограмованими вірусами, – на третину ефективніші за звичайні. Це показав незвичайний експеримент, проведений у США.

Анжела Белчер (Angela Belcher) і її колеги з Массачусетського технологічного інституту генетично змінили вірус M13, змусивши його працювати мікроскопічним роботом-складальником.

У першій фазі процесу віруси захоплювали одношарові вуглецеві нанотрубки (по 5-10 штук кожен) за допомогою сотень своїх пептидних молекул, а потім рівномірно розташовували на поверхні, створюючи мережу складальників електронів. Її завдання – приймати заряди від активної речовини і передавати їх на контакти батареї.

Раніше вчені вже пробували використовувати нанотрубки як засіб транспорту електронів в товщі сонячної батареї. Але для повного успіху необхідно було подолати перешкоду: нанотрубки повинні сформувати розгалужену провідну структуру без грудок і злипання (вони знижують загальний ефект). Саме тут в нагоді спритність вірусів-збирачів. (Зручно також, що процес йшов у водному середовищі і при кімнатній температурі.)

Але на монтажі «електромережі» робота вірусів не закінчилася. Змінивши кислотність середовища, вчені включили в тих же віруси друге закладену генними інженерами програму. Тепер M13 зайнялися «висадкою» безпосередньо у нанотрубок найтоншого покриття з діоксиду титану.

Фінальний штрих (ще деякі інгредієнти), і в результаті у Белчер вийшла батарея на основі сенсибілізованих барвників. Такі сонячні елементи взагалі-то не відрізняються високим ККД, але зате вони дуже дешеві, тому в цій області останнім часом ведеться чимало робіт.

Філігранний «візерунок» з нанотрубок і тісно контактують з ними наночасток TiO2 дозволив породжуваним світлом електронам безперешкодно добиратися до місця призначення. Ефективність нових батарей виявився дорівнює 10,6% проти 8% у звичайних сенсибілізованих панелей без нанотрубок.

Це серйозне поліпшення, враховуючи, що віруси і нанотрубки становили 0,1% за вагою від всій панелі. При цьому автори технології говорять, що її можна пристосувати для модифікації та інших перспективних типів сонячних батарей – органічних, на базі квантових точок і так далі.

Цікаво, що раніше та ж Анжела Белчер на досвіді показала, як за допомогою генетично запрограмованих вірусів можна підвищити ефективність літієвих акумуляторів.

За матеріалами: membrana.ru

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?