Čuveni crtani lik, Popaj, dobija snagu iz spanaća i ono što za njega funkcioniše takođe funkcioniše i za solarne panele. Istraživači sa Vanderbilt Univerziteta, predvođeni Dejvidom Klifelom (David Cliffel) i Kejnom Dženingsom (Kane Jennings) našli su način da 'začine' silicijum sa proteinom nađenim u spanaću kako bi stvorili efikasniju "biohibridnu" solarnu ćeliju koja proizvodi znatno više električne energije od prethodnih napora. Ona jednog dana može dovsti do jeftinijih i efikasnijih solarnih panel.
Milioni godina evolucije je napravio fotosintezu izuzetno efikasnim procesom za generisanje energije, ali razvoj veštačkih sistema fotosinteze za proizvodnju energije koji bi bili imalo slično efikasni se pokazao kao veoma težak proces.
Poznato je već više od 40 godina da složeni fotoelektronski protein nazvan Photosystem 1 (PS1) može da preživi i funkcioniše van ćelije žive biljke i kasnije je otkriveno da taj protein može da konvertuje sunčevu svetlost u električnu energiju sa efikasnosti od skoro 100 posto, što daleko prevazilazi efikasnost trenutniih solarnih ćelija koje je napravio čovek.
Na ovo dodajte činjenicu da je organska solarna ćelija napravljena od jeftinih i lako dostupnih materijala umesto toksičnih elemenata, i PS1 deluje kao put kojim treba težiti.
Iako su naučnici pronašli način da efikasno izvlače PS1 iz listova i da ga uspešno koriste da prave biohibridne ćelije koje proizvode električnu energiju kada su izložene svetlosti, količina energije koje ove ćelije mogu da proizvedu po kvadratnom centimetru je mnogo manja od komercijalnih fotonaponskih ćelija. Pored toga, učinak solarnih ćelija se brzo pogoršava.
Proboj tima sa Venderbilt Univerziteta je u tome što su raniji pokušaji bili dodavanje PS1 na metal, dok su ga oni dodavali silicijumi kako bi stvorili efikasniju biohibridnu solarnu ćeliju. Površina silicijumskog vafera se tretira sa vodenim rastvorom od PS1 i zatim se stavi u vakumsku komoru kako bi voda isparila. Ovo ostavlja sloj PS1 koji je samo 100 molekula debeo.
Ova kombinacija silicijuma i PS1 otklanja problem sa metalnim ćelijama, a to je da metali omogućavaju da elektricitet od PS1 teče u oba smeta, smanjujući usputno proizvodnju. Sa silcijumom, elektricitet teče samo u jednom pravcu. Rezultat je dramatičan. Silicijum/PS1 ćelija generiše 850 mikroampera električne energije po kvadratnom centimetru sa 0,3 volti - dva i po puta više struje nego kod ranijih biohibridnih ćelija. Tim procenjuje da bi panel od 60 santimetara dala 100 miliampera sa 1 voltom, što je dovoljno energije da napaja manje električne uređaje.
"Ova kombinacija daje trenutačne nivoe skoro 1.000 puta veće nego pto smo bili u stanju da postignemo sa polaganjem proteina na različite vrste metala. Ona takođe proizvodi skromno povećanje napona", rekao je Dejvid Klifel, vanredni profesor hemije.
Ćelije su pokazale mnogo veću dugotrajnost. Starije biohibridne ćelije propadaju u roku od nekoliko nedelja, dok su Vanderbilt biohibridne ćelije radile devet meseci, bez smanjenja učinka.
Istraživači su se prijavili za patent ovog procesa i nadaju se da će konvertovati ovu tehnologiju u funkcionalnu solarnu ćeliju. Njihov rad je objavljen u časopisu Advanced Materials (Napredni materijali).
