Solar zrób to sam

Obecnie większość ogniw słonecznych jest produkowana w nowoczesnych obiektach z pomieszczeniami czystymi podobnymi do szpitalnych. Ale w ciągu kilku lat mieszkańcy odległych wiosek w krajach rozwijających się mogliby wytwarzać własne ogniwa fotowoltaiczne w domu, wykorzystując odpady z upraw.

Taka jest wizja Andreasa Mershina, badacza z MIT Center for Bits and Atoms, w oparciu o projekt rozpoczęty osiem lat temu przez Shuguang Zhang, głównego naukowca w MIT Center for Biomedical Engineering. Mershin mówi, że w ciągu kilku lat mieszkaniec wioski w odległym miejscu poza siecią może wziąć torbę niedrogich chemikaliów opracowanych przez jego zespół, zmieszać ją z czymkolwiek zielonym i pomalować na dachu, aby zacząć wytwarzać energię do ładowania telefonów komórkowych lub latarnie.

Oryginalna praca Zhanga wykorzystywała kompleksy fotosystemu-I (PS-I), maleńkie struktury w komórkach roślinnych, które przeprowadzają fotosyntezę. On i jego zespół wydobyli kompleksy PS-I ze szpinaku przez sproszkowanie liści w blenderze, ustabilizowali struktury chemicznie i umieścili je w warstwie na szklanym podłożu, które mogło – podobnie jak konwencjonalne ogniwo słoneczne – wytwarzać prąd elektryczny po wystawieniu zapalić. Ale stworzenie takich ogniw słonecznych wymagało drogich chemikaliów i sprzętu, a urządzenia były bardzo nieefektywne.

Teraz Mershin twierdzi, że proces został uproszczony na tyle, że można go odtworzyć w praktycznie każdym laboratorium, co pozwala naukowcom na całym świecie go ulepszać. Nowy system, który zamienia 0,1% energii światła na energię elektryczną, jest 10 000 razy bardziej wydajny niż poprzednia wersja, ale nadal musi zostać ulepszony jeszcze dziesięciokrotnie, aby był użyteczny, mówi.

Jak wyjaśnia Mershin, kluczem do poprawy wydajności było znalezienie sposobu na wystawienie znacznie większej powierzchni PS-I na działanie słońca. Stworzył maleńki las z nanodrutów tlenku cynku, który służy jako konstrukcja nośna dla materiału do zbierania światła. Możesz użyć wszystkiego, co zielone, nawet skoszonej trawy, mówi. Nanodruty przenoszą również przepływ elektronów generowanych przez kompleksy PS-I. To jak elektryczny las, mówi.

Nowy proces może być bardzo brudny i nadal działa ze względu na sposób, w jaki zaprojektowała go natura, mówi Mershin. Natura działa w brudnym środowisku — to wynik miliardów eksperymentów na przestrzeni miliardów lat.

ukryć