Technika

Genetikailag módosított vírussal javítanák a napelemek hatékonyságát

A napelem a következőképpen működik: amikor a napfény az őt elnyelő felületre esik, az elektronok felszabadulnak és elektromos áram előállítására hasznosítják.

A MIT kutatói  mikroszkopikus méretű, szénből levő üreges hengerekkel tudnák növelni a napelem felületéről történő „elektronbegyűjtés” hatékonyságát.

A kísérletek kezdeti időszakában két probléma adódott az apró csövekkel. Néha félvezetőként vagy fémekként viselkedtek, máskor pedig összecsoportosultak, ennek következtében nagyban csökkent a hatékonyságuk.

A kutatók rájöttek arra,  hogy az M13 vírussal szabályozni tudják a csövek elhelyezkedését, azaz nem gyűlnek össze egy helyre és nem keverednek össze az elektromos áram vezetésére szolgáló pályák.

A napelemnél a fény hatására elektronok szabadulnak fel a napelem felületéről (ez legtöbbször szilikon), majd egy gyűjtőn keresztül gyakorlatilag tölcsérbe vezetik őket, melynek segítségével akkumulátorok töltésére és elektromos eszközök ellátására szolgáló villamos árammá alakul. Ezután visszatérnek az eredeti anyagba, hogy a körforgás ismét elkezdődjön.

Az új eljárásnak köszönhetően az elektronok könnyebben rálelnek a helyes útra: a cellákhoz adott szén nanocsövek egy sokkal direktebb utat biztosítanak gyűjtőkhöz.

A vírusok gyakorlatilag kettős funkciót látnak el ebben a folyamatban.

A bennük lévő peptideknek köszönhetően – ezek alfa aminosavakból felépülő rövid fehérjék -, megkötik a nanocsöveket és egymástól elkülönítve tartja őket. Minden egyes vírus 5-10 csövet tud a helyén tartani és egy cső megkötéséért 300 peptid molekula felel.

Ráadásul a vírust úgy tervezték, hogy titánium-dioxid (TiO2) bevonatot állítson elő – a fényérzékeny napelemek egyik kulcseleme -, melyet a nanocsövekből álló hálózat közvetlen közelében helyez el.