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能量转换效率最佳的碳纳米管光电化学太阳能电

作者:admin    来源:未知    发布时间:2022-01-14 09:13    浏览量:
布满磷脂盘状物(phospholipiddisks)的碳纳米管,能让太阳能电池具有自我修正(self-repairing)的功用,就像是植物行光合用处。这种光电化学(photoelectrochemical)太阳能电池是由美国麻省理工学院(MIT)的研讨人员所开发,其动力转化功率声称可到达现在效能最佳之固态太阳能光电板的两倍。


以人工方式进行的太阳能转化,以及自然界的太阳能转化,两者间的重要不同之处,在于工程师会为太阳能电池做防护,以防止固态无机资料的逐步劣化;而自然界的太阳能转化,是经过光合用处,来预防并修正不可防止的液态有机资料损坏。


在自然界,运用永续性太阳能的事例不乏其人;举例来说,能让树叶进行光合用处的有机化合物,经常会受到阳光的损坏,但树叶有自我修正机制。经过对可以不断更新其太阳能转化燃料机制的生物性光合用处过程之研讨,科学家们现在已经有自信能制作出仿照该种自我修正能力的太阳能电池。


MIT的研讨人员并没有声称已经破解光合用处的秘密,但表明已可以仿照植物的自我修正机制,不断充实其能量收集技能。


光合用处过程包括一些内建的机制,植物内部以化学为根底的动力引擎,会周期性地分解为根本的功用区块(buildingblocks),然后那些更新过的元素会再重组成全新的引擎。依据MIT教授MichaelStrano的说法,植物会每个小时履行以上的程序,更新并循环其基于蛋白质的光合用处功用,使其以最佳功率持续运作。


Strano所开发的办法,具有一种会仿照光合用处程序可逆性、叫做磷脂的合成性盘状分子,该种分子每一个都具有能将光线转化成电流的内部反响中心;当把该种分子与碳纳米管混合到溶液中,盘状分子会围绕着碳纳米管自我拼装。因为碳的导电性比金属好,当曝露在阳光下时,奈米管会进步释入盘状分子的电子之传输率。


而在盘状分子的内部,Strano的团队利用了会自我拼装成光线收集器的、由七种不同元素组成的化合物,建立了相似光合用处的循环性机制。经过添加一相似除油剂的接性剂,一切化合物组合会裂解为原来的元素;若再用过滤器将溶液中的接性剂去除,那些原始元素又会再次自我拼装成太阳能电池。


与现在性能最佳的、动力转化功率不到20%的固态太阳能电池比较,MIT研讨人员开宣布的液态光电化学电池,转化功率声称可到达40%;研讨人员并表明,开发浓度更高的碳纳米管与盘状分子组合,可望能将这种太阳能电池的功率进一步进步。

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