Материалы портала «Научная Россия»

Для получения электричества пригодится шпинат

Для получения электричества пригодится шпинат
Новый гибридный фотоэлемент в 2,5 раза эффективнее аналогичных разработок

Группа учёных из американского Университета Вандербильта придумала способ сочетания фотосинтетического белка в шпинате, преобразующего свет в электрохимическую энергию, с кремнием. Уже подана заявка на патентирование нового устройства, которое производит электрический ток гораздо эффективнее всех других «биогибридных» фотоэлементов.

Более 40 лет назад учёным стало известно, что участвующий в фотосинтезе белок PS1 продолжает функционировать после экстракции из некоторых растений, в том числе шпината и кудзу. Эффективность преобразования солнечной энергии этим белком близка к 100 процентам, в то время как разработанные человеком устройства имеют КПД не более 40 процентов.

Ранее исследователям уже удавалось получать электричество под воздействием света на фотоэлемент на основе PS1, однако получаемого таким образом тока было недостаточно, а через пару недель белок начинал распадаться. Только в 2010 году учёные из Вандербильта создали фотоэлемент, стабильно проработавший 9 месяцев.

Новый фотоэлемент вырабатывает около 850 микроампер электричества с напряжением в 0,3 вольта. Это почти в 2,5 раза выше по сравнению с предыдущими разработками. Для этого исследователи предварительно приспособили электрические характеристики кремниевого субстрата к характеристикам молекулы PS1. Лучшие результаты показывал кремний, заряженный положительно.

Затем учёные обрабатывали кремниевую пластину смесью воды с выделенным из шпината белком. Оптимальная толщина покрытия оказалась равной примерно 1 микрону.

«Эта комбинация вырабатывает силу тока, которая почти в тысячу раз превышает достигаемую при нанесении белка на различные металлы. Также наблюдается некоторый рост напряжения, – рассказал один из авторов разработки Дэвид Клиффел (David Cliffel). – Если мы продолжим двигаться в этом направлении, увеличивая напряжение и силу тока, то через три года достигнем солидного размаха технологии по преобразованию солнечной энергии».

Работа опубликована в научном журнале Advanced Materials.

биоэнергетика университет вандербильта шпинат

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий