Новый тип солнечных батарей способен самостоятельно восстанавливаться подобно природным системам фотосинтеза растений. Такая особенность значительно увеличивает срок службы батарей и снижает стоимость эксплуатации.

«Мы создали искусственную систему с использованием оптических наноматериалов для сбора солнечной энергии и преобразования ее в электричество, – сказал Чон Хен Цой (Jong Hyun Choi), доцент кафедры машиностроения в университете Пердью, штат Индиана. – Я думаю, что наш подход открывает перспективы для индустриального применения, но мы пока находимся на основном этапе исследования».

Фотоэлектрохимические ячейки батарей преобразуют солнечный свет в электрическую энергию и используют электролит – токопроводящую жидкость — для переноса электронов и создания тока. Клетки содержат поглощающие свет хромофоры – вещества подобные природному хлорофиллу, которые деградируют под воздействием солнечного света.

Деградация – критический недостаток обычных фотоэлектрохимических клеток. Новая технология решает эту проблему так же, как это делает природа, – путем постоянной замены поврежденных клеток на новые.

«Такое самовосстановление происходит в растениях постоянно», – говорит Чон Хен Цой.

В разработке использованы одностенные углеродные нанотрубки, составляющие «молекулярные провода» светособирающих ячеек. Они служат платформой для закрепления нитей ДНК, последовательность нуклеотидов которых позволяет им распознавать и удерживать хромофоры.

Новый тип фотоэлектрохимических клеток сможет работать на полную мощность в течение неопределенного срока, пока происходит добавление хромофоров.

«С использованием натуральных хромофоров этого трудно достичь, их нужно собрать и отделить от бактерий, а такой процесс дорого обходился бы в промышленных масштабах. Поэтому, вместо использования биологических хромофоров, мы хотим использовать синтетические порфирины» – комментирует Чон Хен Цой.

Для справки: Хромофоры – вещества, способные поглощать энергию солнечного излучения (фотоны). Каждый хромофор поглощает энергию лишь определенного диапазона; этот диапазон называют спектром поглощения.