Генетически модифицированный вирус улучшит эффективность солнечных элементов

Автор: kolinos | Рубрика: Энергия солнца

Исследователи Массачусетского технологического института нашли способ улучшить эффективность преобразования энергии в солнечных элементах. В частности, они использовали генетически модифицированную версию вируса под названием М13 для того, чтобы изменить один конкретный этап в процессе преобразования солнечного света в электричество.

Как известно, солнечный элемент работает следующим образом. Когда солнечный свет попадает на светособирающий материал, электроны освобождаются и при своем движении образуют электрический ток. По данным исследовательской группы МIT, состоящей из профессора Ангелы Белчер, аспирантов Ксиенгнена Дэнга и Хьюнжина Ю и других ученых, если в материал добавить микроскопические углеродные нанотрубки (полые цилиндры из чистого углерода), то можно добиться повышения эмиссии свободных электронов с его поверхности.

В более ранних экспериментах, когда исследователи попробовали использовать это нанотрубки, необходимо было решить две проблемы. Первая из них заключалась в том, что было неизвестно, как поведут себя нанотрубки в том или ином случае – как полупроводники или как металлы. Во-вторых, нанотрубки имеют тенденцию к слипанию друг с другом, что снижает их эффективность – и это была вторая проблема.

В поиске решения этих проблем исследовательская группа обнаружила, что вирус М13 может быть использован для контроля расположения нанотрубок на поверхности светособирающего материала. Но на самом деле, в этом процессе вирусы выполняют две различные функции. Во-первых, они содержат в себе короткие белки, называемые пептидами, которые, связываясь с углеродными нанотрубками, удерживают их на месте и по отдельности друг от друга во избежание замыкания цепи. Как показали исследователи MIT, каждый вирус может таким образом «держать» от пяти до десяти нанотрубок, каждая из которых «обволакивается» 300-ми пептидными молекулами вируса. Кроме того, вирусы могут быть использованы в качестве основы для напыления поверхности диоксидом титана (TiO2), являющимся, по сути, сенсибилизатором для солнечных элементов. Этот материал напыляется в непосредственной близости от проводов типа нанотрубок, которые несут в себе свободные электроны.

Поделиться в соц. сетях