Ερευνητές του MIT ανέπτυξαν μια φωτοβολταϊκή τεχνολογία υψηλής απόδοσης που μιμείται τις βασικές ιδιότητες των φυτών: μικροσκοπικές δομές που συναρμολογούνται και επιδιορθώνονται αυτόματα ώστε να διατηρούν σταθερή την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη λιακάδα.
Ένα σοβαρό εμπόδιο στην ανάπτυξη αποδοτικότερων συστημάτων ηλιακής ενέργειας είναι ότι η υπεριώδης ακτινοβολία του ήλιου καταστρέφει πολλά από τα υλικά με τα οποία πειραματίζονται οι επιστήμονες.
Όπως τα κύτταρα των φύλλων, τα οποία αδιάκοπα συνθέτουν και διασπούν μόρια χλωροφύλλης, το νέο σύστημα επιδιορθώνει διαρκώς τον εαυτό του χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη ένα διάλυμα
διαφόρων μορίων.
Λόγω της δομής και των ιδιοτήτων τους, τα μόρια αυτά αυτοσυγκροτούνται, παίρνουν δηλαδή μόνα τους την κατάλληλη θέση στο μοριακό μηχανισμό μετατροπής της ηλιακής ενέργειας.
«Πραγματικά εντυπωσιάστηκα με με τον εξαιρετικά αποδοτικό μηχανισμό επιδιόρθωσης στα κύτταρα των φυτών. Κάτω από το έντονο καλοκαιρινό φως, «ένα φύλλο δέντρου ανακυκλώνει τις πρωτεΐνες του κάθε 45 λεπτά» σχολιάζει ο Μάικλ Στράνο, καθηγητής Χημικής Μηχανικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης.
H πειραματική διάταξη που ανέπτυξε η ομάδα του, με αποδοτικότητα διπλάσια από αυτή που προσφέρουν τα σημερινά φωτοβολταϊκά, παρουσιάζεται στο περιοδικό Nature Chemistry.
Στην καρδιά του συστήματος βρίσκονται πρωτεΐνες παρόμοιες με τη χλωροφύλλη, οι οποίες απελευθερώνουν ηλεκτρόνια όταν εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία. Οι ευαίσθητες αυτές πρωτεΐνες βρίσκονται μέσα σε μικροσκοπικούς δίσκους από συνθετικά φωσφολιπίδια, οι οποίοι με τη σειρά τους συνδέονται αυτόματα σε νανοσωλήνες άνθρακα -κυλινδρικά μόρια πιο ανθεκτικά από το ατσάλι και πιο αγώγιμα από ό,τι ο χαλκός.
Με την εφαρμογή ενός διαλύματος που περιέχει επιφανειοδραστικές ουσίες, τα μόρια από τα οποία αποτελείται το σύστημα διαχωρίζονται μεταξύ τους και σχηματίζουν μια «σούπα». Όταν τα επιφανειοδραστικά αφαιρεθούν με ειδικά φίλτρα, τα μόρια αυτοσυγκροτούνται και ξαναρχίζουν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Το πειραματικό σύστημα προσφέρει απόδοση 40%, σχεδόν διπλάσια από την αποδοτικότητα της σημερινής τεχνολογίας. Με περαιτέρω βελτιώσεις, ελπίζουν οι ερευνητές, η αποδοτικότητα θα μπορούσε να προσεγγίσει το 100% με εξαιρετικά μεγάλη αντοχή του συστήματος στο χρόνο.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου