Nowy pomysł na energię słoneczną
Jedną z metod przechowywania i zamieniania energii słonecznej na użyteczne paliwo, jest jej wykorzystanie do rozłożenia wody na tlen i wodór. Zespół profesor Angeli Belcher z Massachusetts Institute of Technology, opracował nowatorską wydajną metodę produkcji energii ze Słońca.
Uczeni całkowicie pominęli proces pośredni, czyli wyłapywanie energii przez panele słoneczne. Zamiast nich wykorzystali genetycznie zmodyfikowane nieszkodliwe wirusy M13, których zadaniem jest związanie molekuł katalizatora (tlenek irydu) i biologicznego pigmentu (porfiryny cynkowe). W efekcie wirusy tworzą długie łańcuchy, które bardzo skutecznie rozbijają wodę na tlen i wodór. Z czasem jednak takie łańcuchy zbijałyby się w grupy i traciły na efektywności. dlatego też uczeni zamknęli je w kapsułach z żelu, dzięki którym utrzymywały efektywność i stabilność.
Profesor Belcher już wcześniej próbowała wykorzystywać materiał roślinny do przeprowadzania podobnych operacji, jednak okazał się on bardzo niestabilny. Dlatego też postanowiła skorzystać nie z samego materiału, a z wykorzystywanych przez rośliny metod. W roślinach pigmenty absorbują światło, a katalizator jest wykorzystywany do przeprowadzenia reakcji. W metodzie MIT-u wirusy są wykorzystywane jako rodzaj rusztowania dla pigmentu i katalizatora tak, by dochodziło do absorpcji światła oraz reakcji. Pigment działa jak antena przechwytująca światło. Następnie energia jest transportowana po łańcuchu wirusów - wyjaśnia Belcher. Dzięki odpowiedniej konfiguracji wszystkich elementów udało się, w porównaniu do podobnych metod, czterokrotnie zwiększyć wydajność systemu.
Uczeni pracują teraz nad drugim elementem systemu. Obecnie bowiem wodór jest rozbijany na protony i elektrony. Naukowcy chcą opracować sposób na to, by ponownie się one połączyły. Poszukiwany jest też tańszy i łatwiej dostępny zamiennik dla rzadkiego irydu, który został wykorzystany podczas wstępnych prac.
Profesor Thomas Mallouk z Pennsylvania State University chwali osiągnięcia swoich kolegów z MIT-u. Dodaje przy tym, że nowy system, by móc konkurować z obecnie używanymi technologiami pozyskiwania energii ze Słońca, musi być 10-krotnie bardziej wydajny od naturalnej fotosyntezy, powinien wykorzystywać tańsze materiały.
Tak daleko idącego udoskonalenia nowego systemu nie należy się spodziewać w najbliższej przyszłości. Jednak pomysł ten może być decydującym elementem, który pomoże projektować takie systemy - dodał Mallouk.
Profesor Belcher nie chciała nawet spekulować na temat daty rynkowej premiery nowej technologii. Stwierdziła jedynie, że w ciągu najbliższych dwóch lat chciałaby skonstruować prototypowe urządzenie, które będzie wykorzystywało opracowany przez jej zespół proces.
Mariusz Błoński
