Фруктовые солнечные батареи
Студенты университета Рована (Глассборо, штат Нью-Джерси), работающие под руководством профессора Дариуса Кусиаускаса (Darius Kuciauskas), используют пигменты черники, голубики, апельсинов и грейпфрутов для создания солнечных батарей.
Современные коммерчески доступные солнечные батареи эффективны, но их производство и обслуживание трудоемко и требует больших финансовых затрат. Хрупкие батареи «первого поколения», которые часто устанавливают на крышах «экологических» домов, основаны на кристаллическом кремнии, используемом для изготовления компьютерных микросхем. Солнечные батареи «второго поколения» также работают на кристаллических полупроводниках, однако при их изготовлении используются тонкие пленки дорогого материала.
В настоящее время специалисты работают над созданием эффективных и, что более важно, недорогих солнечных батарей «третьего поколения», функционирующих по принципу фотосинтезирующих систем. Существует несколько подходов к созданию таких батарей, один из которых – использование растительных пигментов – авторы положили в основу своего проекта.
Ученые разработали новый процесс экстрагирования пигментов различных фруктов и создания своего рода пигментного «коктейля». Они с помощью фильтров удаляют крупные частицы гомогенизированной фруктовой массы, которую подвергают лиофилизации (замораживанию в вакууме, обеспечивающему полное обезвоживание).
Получающийся в результате материал, состоящий из углеводов и пигментов, разделяют на компоненты и получают кислый раствор, ярко окрашенный содержащимися в нем красителями.
Полученную смесь пигментов наносят на проводящее стекло, покрытое пористой пленкой из связывающего пигменты диоксида титана – соединения, встречающегося практически во всех окружающих нас материалах, начиная от зубной пасты и белой краски и заканчивая булочками для сэндвичей. Конечным этапом является добавление йода и иодида калия, обеспечивающих восстановление пигмента.
Попадающий на пигменты свет возбуждает электроны, которые перемещаются к электроду из проводящего стекла и формируют электрический ток.
Производительность таких органических солнечных батарей ниже, чем у традиционных устройств на основе кристаллического кремния, однако себестоимость получаемой при этом энергии гораздо ниже. Подобные устройства создавались и ранее, однако предлагаемый авторам процесс выделения растительных пигментов на сегодняшний день является наиболее эффективным.
Этот проект был частью лабораторного курса по химии, и выполняющие его студенты будут продолжать работать над усовершенствованием удавливающих свет пигментов путем создания более крупных агрегатов пигментов растений и фотосинтезирующих бактерий.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам Rowan University
14.05.2008