Ученые из Университета штата Теннеси хотят перевернуть наши представления об электростанциях. Команда инженеров и биохимиков разработала биоэлектрогенератор, который с помощью фотосинтеза превращает солнечный свет в электричество.
В отличие от обычных кремниевых фотоэлектрических панелей, новая система использует возобновляемые биологические материалы, а не токсичные химические вещества. Кроме того, по сравнению с традиционными электростанциями, биоэлектрогенератор занимает меньше места, потребляет меньше воды и совершенно не нуждается в ископаемом топливе.
Для получения энергии ученые использовали ключевой компонент фотосинтеза сине-зеленых водорослей, известный как фотосистема-I (PSI). Его уже давно пытаются приспособить для производства электроэнергии, например, если нанести PSI на тонкий лист золота с нанопорами, при обучении светом начнет вырабатываться электроэнергия.
В новом исследовании удалось, наконец, сделать большой шаг к практическому применению данной технологии. Американские ученые создали комбинированный материал, состоящий из биологических и небиологических материалов. Крошечные трубки из оксида цинка покрываются частицами фотосистемы-I, и два материала тесно соединяются между собой. При освещении солнечными лучами PSI вызывает «прыжки» электронов в окиси цинка, производя электрический ток. Этот механизм на порядки эффективнее, чем предыдущие методики производства биоэлектричества, благодаря тесному сопряжению PSI с большой поверхностью наноструктурированного полупроводника. До промышленного применения новой технологии еще далеко, однако разработчики ожидают ее быстрого совершенствования. Биофотоэлектрические панели, созданные по новой технологии, будут дешевыми и простыми в производстве, что сделает солнечную энергетику доступнее.
