Θα μπορούσαμε σε λίγα χρόνια να φτιάχνουμε οι ίδιοι φθηνά φωτοβολταϊκά κύτταρα με πρώτη ύλη κάτι τόσο απλό και σε αφθονία γύρω μας όσο το γρασίδι; Αυτό πιστεύουν ερευνητές του Κέντρου Βιοϊατρικής Μηχανικής του ΜΙΤ, οι οποίοι σκέφτηκαν για πρώτη φορά πριν από οκτώ χρόνια να «παντρέψουν» τη βιολογία με την ηλεκτρονική. Σήμερα, γράφοντας στην επιθεώρηση Scientific Reports, αναφέρουν σημαντική πρόοδο σε αυτήν την κατεύθυνση.
Θα μπορούσαμε σε λίγα χρόνια να φτιάχνουμε οι ίδιοι φθηνά φωτοβολταϊκά κύτταρα με πρώτη ύλη κάτι τόσο απλό και σε αφθονία γύρω μας όσο το γρασίδι; Αυτό πιστεύουν ερευνητές του Κέντρου Βιοϊατρικής Μηχανικής του ΜΙΤ, οι οποίοι σκέφτηκαν για πρώτη φορά πριν από οκτώ χρόνια να «παντρέψουν» τη βιολογία με την ηλεκτρονική. Σήμερα, γράφοντας στην επιθεώρηση Scientific Reports, αναφέρουν σημαντική πρόοδο σε αυτήν την κατεύθυνση.
Στην έκθεσή τους περιγράφουν μια νέα, βελτιωμένη μέθοδο κατασκευής «βιοφωτοβολταϊκών» που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να προϋποθέτουν πλέον τη χρήση προηγμένου εργαστηριακού εξοπλισμού. Όπως αναφέρουν, χημικά σχεδιασμένα ειδικά για αυτόν το σκοπό θα μπορούσαν απλώς να αναμειχθούν με φυτά, ακόμη και γρασίδι, για να δημιουργήσουν φωτοβολταϊκό υλικό αξιοποιώντας τη φωτοσυνθετική διαδικασία.
«Πάρτε αυτό το σακουλάκι [με τα χημικά], ανακατέψτε το με οτιδήποτε πράσινο και βάψτε με αυτό τη στέγη», λέει ο ερευνητής του ΜΙΤ και ένας εκ των συντακτών της έκθεσης Αντρέας Μέρσιν. Εκτιμά μάλιστα ότι η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ακόμη και από τους κατοίκους απομονωμένων χωριών σε αναπτυσσόμενες χώρες.
Ο Μέρσιν υποστηρίζει ότι το νέο σύστημα είναι 10.000 φορές αποδοτικότερο από αυτό της πρώτης γενιάς, το οποίο ανέπτυξαν οι συνάδελφοί του στο ΜΙΤ. Παραδέχεται πως το μεγαλύτερο πρόβλημα με αυτά τα φωτοβολταϊκά κύτταρα είναι ότι δεν είναι πρακτικά, αφού μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό μόλις το 0,1% του ηλιακού φωτός. Λέει ότι για να είναι χρήσιμη και βιώσιμη η νέα μέθοδος, θα πρέπει η ποσότητα τουλάχιστον να δεκαπλασιαστεί.
Εδώ και χρόνια οι επιστήμονες προσπαθούσαν να δημιουργήσουν ηλιακά κύτταρα από τις δομές αυτές που εμπλέκονται στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και οι οποίες ονομάζονται φωτοσύστημα Ι (PS I). Για την παραγωγή του όμως χρειάζονταν εξειδικευμένο εξοπλισμό, ενώ και η ποσότητα που θα μπορούσε να παραχθεί ήταν πολύ μικρή.
Ο Μέρσιν δημιούργησε ένα αξιοποιήσιμο ηλιακό κύτταρο χρησιμοποιώντας συνδυασμό υλικών που απομονώνουν τα στοιχεία του PS I και σχηματίζουν μια σειρά από νανοσύρματα οξειδίου του ψευδαργύρου, τα οποία επιτρέπουν τη ροή του ρεύματος και προσφέρουν μια μεγάλη επιφάνεια. Όπως αναφέρεται στην έκθεση, αυτά τα νανοσύρματα μπορούν, εύκολα και φθηνά, να καλλιεργηθούν σε θερμοκρασία δωματίου.
«Μετά από πολλά χρόνια έρευνας κατορθώσαμε να καταστήσουμε πολύ εύκολη την εξαγωγή αυτών των πρωτεϊνών, τη σταθεροποίησή τους και την τοποθέτησή τους σε μια επιφάνεια που να επιτρέπει την εκδήλωση του φωτοβολταϊκού φαινομένου», συνοψίζει ο ερευνητής του ΜΙΤ που εργάζεται τώρα με σκοπό να καταστήσει τα ηλιακά κύτταρα ανθεκτικότερα και αποδοτικότερα.