Tế bào năng lượng mặt trời tự sửa chữa

22/08/2013

Một nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts cho biết các tế bào năng lượng mặt trời tí hon (kích thước 1 phần tỷ mét) có thể kéo dài thời gian sử dụng nhờ khả năng tự sửa chữa.

Một nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts cho biết các tế bào năng lượng mặt trời tí hon (kích thước 1 phần tỷ mét) có thể kéo dài thời gian sử dụng nhờ khả năng tự sửa chữa. Các tế bào này được tạo ra từ một hỗn hợp gồm protein, ống nano cacbon và một số vật liệu khác.

Theo tờ Nature Chemistry, cơ chế tự sửa chữa này sẽ giúp tạo ra những tế bào năng lượng mặt trời có thời gian sử dụng dài hơn. Công việc thiết kế và cải tiến tế bào năng lượng mặt trời là một trong những lĩnh vực sôi nổi nhất của ngành khoa học, một phần bởi ánh sáng mặt trời tuy là nguồn năng lượng tái tạo dồi dào nhất trên trái đất nhưng lại cách rất xa. Hơn thế nữa, ánh sáng mặt trời có thể thu được và chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác có hiệu suất đặc biệt lớn và một cơ chế tự sửa chữa giúp chống lại những tác động phá hủy do tiếp xúc của ánh sáng mặt trời với khí oxy.

Hiện nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm phương thức sử dụng trung tâm phản ứng quang học mới nhằm nâng cao tuổi thọ cho các tế bào năng lượng mặt trời. Nhóm đã sử dụng các chất béo (lipid) - là các phân tử kết đôi với nhau theo dạng đầu-cuối - tạo nên các thành tế bào sống, và các ống nano cacbon - là tinh thể cacbon tinh khiết dạng “ống hút”, có các đặc tính về điện rất hữu dụng. Cuối cùng, nhóm thêm vào một chất hoạt tính bề mặt - hay một phân tử giúp phá vỡ và tách biệt một số phân tử thành phần. Khi chất hoạt tính bề mặt được bơm vào, các thành phần riêng biệt trong hỗn hợp trên tự động ráp lại thành một dãy tế bào năng lượng mặt trời với kích thước vài nanomet. Các chất béo kết đôi với nhau thành hình đĩa, một bên gắn vào ống nano và bên kia gắn với các trung tâm phản ứng làm nhiệm vụ thu ánh sáng, giải phóng ra một electron do các chất béo chuyển tới bên trong ống nano. Bên trong tế bào quang điện hóa, các electron nói trên có thể tập hợp lại và tạo thành dòng điện.

Các nhà khoa học nhận định với cơ chế tự lắp ráp thành tế bào năng lượng như trên thì việc hình thành một cơ chế tự sửa chữa là hoàn toàn có thể. Công thức là: thêm một chất hoạt động bề mặt cùng một số protein vào tế bào năng lượng để chống lại những tác hại do ánh sáng mặt trời gây nên. Khi chất hoạt động bề mặt bị loại bỏ, các thành phần nguyên liệu còn lại sẽ tự ráp thành một bộ pin mặt trời dạng sơ khai. Tuy nhiên, hiệu suất của loại tế bào này chỉ bằng một phần so với các loại tế bào năng lượng tốt nhất hiện nay.

Theo BBC News

Tế bào năng lượng mặt trời tự sửa chữa

3 giải pháp ứng dụng AI để quản lý tòa nhà, năng lượng mặt trời hiệu quả

Copyright by Agency for Innovation, Green Transition and Industry Promotion, Ministry of Industry and Trade