Майкл Страно (Michael Strano), инженер-химик из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), США , вместе с группой коллег изобрел новый способ регенерации солнечных батарей, сообщает Science News. В качестве образца был использован процесс, происходящий в растениях.

«Это человеческая версия того, что делает природа. Это, на самом деле, новаторская работа. Я никогда не видел ничего подобного», – заявил Хайме Грюнлан (Jaime Grunlan), эксперт по нанокомпозитам из Техасского университета агрокультуры и машиностроения (Texas A&M University), США.

Солнечный свет может плохо повлиять на листья, которые накапливают его. Когда начинается интенсивный процесс фотосинтеза, в листе происходит фотосинтетическая реакция, которая заменяет клетки, поврежденные кислородом и другими молекулами, образовавшимися в результате воздействия ультрафиолета. По словам Страно, вместо того чтобы увеличивать срок службы батарей, группа решила взять за образец настоящий лист из природы и пойти по пути самовосстановления. Он с коллегами изобрел новую систему, в которой поврежденные части легко заменяются.

Испытатели взяли из пурпурной бактерии специальные центры, в которых протекает реакция накопления света. Добавили белки и жиры для структуры, а также карбоновые нанотрубки для образования электрического тока. Все реактивы были собраны в наполненном водой аппарате для диализа, точно таком же, который используется для фильтрации крови при отказе почек, с мембраной, через которую могут пройти только молекулы. Также ученые добавили холат натрия – поверхностно-активное вещество (ПАВ), который предохраняет ингредиенты от слипания. Когда после этого смесь профильтровали, чтобы вывести ПАВ из состава, остальные ингредиенты слиплись и образовали тело, которое поглощает свет и образует наэлектризованные частицы.

Такой необычный результат наблюдается благодаря химическим свойствам ингредиентов и их тенденции к смешиванию в энергетически удобных пропорциях. Белки обволакивают жиры и образуют диск, на поверхности которого протекает фотосинтетическая реакция. Эти диски выстраиваются вдоль карбоновой нанотрубки, а через поры в ней проходят электроны, образовавшиеся в результате реакции. После добавления холата натрия структура разрушается, однако после его удаления все возвращается в прежнее положение.

«Тот факт, что все возвращается в обратное положение по желанию, удивителен. Наша группа разрушала структуру и снова восстанавливала процесс фотосинтеза. После четырех подобных изменений, сделанных в течение недели, они все еще возвращаются в прежнее положение. Эти комплексы иногда теряли энергию, но затем восстанавливались», – прокомментировал результаты исследования Страно.

«Пока это изобретение не может конкурировать с силиконовыми солнечными батареями. Однако эти механизмы достигли своего нынешнего уровня эффективности только после десятилетий исследований. Инвестиции в эту технологию могут дать нам высокоэффективную самовосстанавливающуюся систему, которая сможет работать даже при низком освещении», – заявил Майк Джонс (Mike Jones), биохимик из Бристольского университета (University of Bristol), Великобритания .

Солнечные батареи уже давно стали участником необычных экспериментов. Так, например, Шейла Кеннеди (Sheila Kennedy), сотрудник MIT, эксперт по интеграции технологий солнечной энергетики в архитектуру, создала новые строительные материалы из «солнечного текстиля». «Солнечный текстиль», или гибкая солнечная батарея, работает по принципу обычных солнечных батарей. Сделанный из полупроводниковых материалов, он абсорбирует солнечную энергию и преобразует ее в электричество.

А швейцарский путешественник Бертран Пиккар (Bertrand Piccard) представил прототип самолета на солнечных батареях. Размах крыльев аппарата HB-SIA составляет 61 м, а весит он всего 1500 кг. Построен самолет из композитных материалов, что обеспечивает малый вес, и оборудован не только солнечными панелями, но и аккумуляторами, что позволяет накапливать энергию для полетов в темное время суток.