Ученые вырастили компоненты солнечных батарей в листьях табака

Ученые вырастили компоненты солнечных батарей в листьях табака

Процесс использования солнечного света в качестве энергии идет на нашей планете миллиарды лет. Первыми здесь были еще одноклеточные сине-зеленые водоросли, затем более сложные растения, использующие фотосинтез. Однако человечество в своих энергетических интересах солнечный свет применяет сравнительно недавно.

Теперь ученые пытаются объединить промышленное производство солнечной энергии и природный фотосинтез. Исследователи из Университета Калифорнии в Беркли используют обычные табачные листья в производстве солнечных панелей. По их словам, созданные таким образом солнечные батареи будут недорогими и полностью экологичными во всех смыслах. В своих недавних экспериментах команда под руководством Мэтта Френсиса представила генетически-модифицированные листья табака, способные более эффективно собирать солнечный свет.

Вместо того, чтобы перепрограммировать химическим образом клетки листьев взрослого табака, исследователи создали искусственный вирус, делающий эту работу за них. Ученые просто разбрызгивают вирус над листьями, после чего вирус заставляет листья производить увеличенные объемы искусственных хромофоров, отвечающих за превращение фотонов света в электроны.

Правда, говорят ученые, для того, чтобы предложенная система заработала, располагать эти хромофоры нужно на определенном расстоянии друг от друга - примерно 2-3 нанометра. Чуть ближе или дальше и они уже не смогут оптимально взаимодействовать и генерировать электричество. Мэтт Френсис говорит, что именно листья табака природой созданы таким образом, чтобы хромофоры располагались именно нужным образом. Более того, в листьях хромофоры могут объединяться в длинные (сотни нанометров) спиральные трубки.

"За миллиарды лет эволюция установила нужное расстояние между хромофорами для сбора солнечного света", - говорит он.

Ученые говорят, что сами по себе модифицированные листья не генерируют электричество, поток электронов, приходится специальным образом снимать с листьев. В будущем ученые надеются создать искусственные батареи, собранные из экономичных материалов, где будет воспроизведена природная структура хромофоров. Такие солнечные батареи напрямую смогут генерировать электричество.

Френсис рассказывает, что подложка у таких батарей может быть практически любой. В качестве базового материала можно применять не только кремний, но и стекло, органическую основу и другие материалы. "В сравнении с традиционными батареями, наши разработки имеют несколько преимуществ. Во-первых, они совершенно не токсичны, во-вторых, они биологически перезаряжаемы, в-третьих, они достаточно дешевы", - говорит он.