Улучшение солнечной энергии с помощью диатомовых водорослей

Экология потребления. Наука и техника: Диатомовые водоросли, разновидности водорослей, которые быстро размножаются, называются «драгоценными камнями моря» за их способность управлять светом. Исследователи надеются использовать эту собственность для повышения солнечной технологии.

Диатомовые водоросли, разновидности водорослей, которые быстро размножаются, называются «драгоценными камнями моря» за их способность управлять светом. Исследователи надеются использовать эту собственность для повышения солнечной технологии.

В лаборатории Андрэ Тейлора, адъюнкт-профессора химической и экологической инженерии, окаменелые диатомовые водоросли используются для решения проблем дизайна  развитии органических солнечных элементов. Результаты их работы опубликованы в журнале Organic Electronics

Диатомовые водоросли встречаются во всех видах воды и даже в коре деревьев и имеют скелет, который состоит из наноструктурированного диоксида кремния или стекла.

- Удивительно, что эти вещи существуют в природе. Они помогают улавливать и рассеивать свет для водорослей до фотосинтеза, поэтому мы можем использовать что-то прямиком из природы и поместить это в солнечную камеру, - рассказал Линдси Макмиллон-Браун, доктор философии.

студент в лаборатории Тейлора и ведущий автор исследования.

Эти маленькие организмы могут оказаться особенно ценными для разработки солнечных технологий, известных как органическая фотовольтаика - более дешевый вариант традиционных солнечных технологий.

Одна из проблем при проектировании этих устройств заключается в том, что они требуют очень тонких активных слоев (от 100 до 300 нанометров), что ограничивает их эффективность при преобразовании света в электричество.

Способы исправить это включают встраивание наноструктур, которые захватывают и рассеивают свет для повышения уровня поглощения. Но этом слишком дорого для крупномасштабного производства.

Но в этом деле могут помочь диатомовые водоросли.

Они идеальны для поглощения света спустя миллиарды лет адаптивной эволюции.

Это наиболее распространенный тип фитопланктона, найденный в природе, он дешевый и его можно найти почти везде.

Исследовательская группа, в которую входят сотрудники НАСА, а также Принстонского университета и Университета Линкольна, поместили диатомовые водоросли во всем активном слое солнечного элемента. При этом они уменьшили количество материала, необходимого для активного слоя, но поддерживали одинаковые уровни электрической мощности.

- Мы смогли понять, какова была правильная концентрация, и сколько из этого материала нам нужно было внести в наши солнечные батареи, чтобы получить улучшение. Это действительно полезно, потому что используемые материалы активного слоя дороги и очень редки, - сказала Макмиллон-Браун.

Хотя диатомовые водоросли изначально были слишком большими для активного слоя, они смогли разместить с помощью простого процесса измельчения.

- Он не повлиял на наши существующие этапы обработки, поэтому он не усложняет процесс и стать простым дополнением к существующим коммерческим органическим солнечным элементам, - отметила Макмиллон-Браун.

а при более углубленном изучении полученные результаты даже можно улучшить.

- Мы можем использовать различные виды диатомовых водорослей и адаптировать их к правильному размеру, и мы также можем использовать некоторые из лучших донорно-акцепторных полимеров для повышения производительности, - сказала Тейлор.

По словам Макмиллон-Браун, диатомовые водоросли оказались естественным подспорьем для ее исследований, как только она узнала о них.

- Моя работа посвящена биомимике, поэтому я всегда смотрю на существующие модели и структуры в природе. Мы постоянно охотимся за новыми образцами в природе, потому что считаем, что природа решает все наши технические проблемы - нам просто нужно найти эти решения, - отметила она. опубликовано econet.ru 

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet