Tế bào năng lượng mặt trời có khả năng tự sửa chữa

Các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Massachussetts (MIT) đã tạo ra 1 loại tế bào năng lượng mặt trời có khả năng tự sửa chữa nếu bị ánh sáng mặt trời làm hỏng.

Nhóm nghiên cứu thực sự ấn tượng về khả năng phân tích các phân tử ánh sáng sau đó tổng hợp lại của các loài thực vật. Bằng cách đó, các cấu trúc thu nhận năng lượng mặt trời của cây thường xuyên được thay mới.

Tiến sĩ Michael Strano, Khoa Hóa ứng dụng, nói: “Trong những ngày đầy nắng vào mùa hè, 1 chiếc lá có thể tái chế lượng protein có trong các tế bào sau mỗi 45 phút,” Từ đó, tiến sĩ Strano đã tạo nên hàng loạt phân tử có khả năng tự thay mới.Những tế bào này sẽ biến ánh sáng mặt trời thành điện.Các phân tử trong tế bào có thể bị phân tích và tạo mới liên tục bằng cách thêm hay loại bỏ các chất hòa tan có sẵn trong các tế bào.

Các phân tử được tổng hợp gọi là các “đĩa photpho lipit”. Chúng giúp các phân tử trong trung tâm phản ứng phản ứng lại  với ánh sáng, từ đó giải phóng ra điện tử. “Đĩa photpho lipit” có thể liên kết với nhau trong các ống nanocarbon.Các ống nano có nhiệm vụ giữ các “đĩa photpho lipit” trong 1 liên kết thống nhất giúp các trung tâm phản ứng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời cùng lúc.Đồng thời, các ống nano còn đóng vai trò như sợi dây thu thập dòng điện tử phát ra bởi các phân tử mới được hoạt hóa trở lại.

Về cấu tạo, tế bào năng lượng mặt trời gồm có 7 thành phần trong đó có ống nanocarbon, “đĩa photpho lipit”, các phân tử protein tạo nên trung tâm phản ứng… được sắp xếp theo 1 trình tự chính xác nhằm đạt được hiệu quả thu nhận năng lượng ở mức cao nhất. khi chất hoạt động bề mặt được thêm vào, 7 thành phần cùng rời ra và tạo nên 1 dung dịch keo. Sau đó, khi các nhà nghiên cứu loại bỏ chất hoạt động bề mặt, các thành phần trên cùng liên kết lại để tạo nên 1 tế bào năng lượng mặt trời hoàn hảo.

Dựa trên các phân tích lý thuyết, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành tế bào nguyên mẫu để tiến hành kiểm tra. Họ tiến hành thử nghiệm trong các chu kì lên tới 14h và hiệu quả vẫn không hề thay đổi.

Strano cho biết, với loại tế bào quang điện silicon truyền thống, lượng năng lượng hao hụt là không đáng kể, tuy nhiên, với nhiều loại thiết bị mới được phát triển, sự hao hụt đôi khi là rất lớn: thường sau 60h sử dụng, năng lượng có ích chỉ đạt 10%. Thế nhưng, với loại tế bào mới này, mỗi phản ứng biến đổi năng lượng mặt trời  thậm chí còn gấp đôi hiệu quả của các tế bào quang điện silicon đang thịnh hành nhất hiện nay.Vì thế, trên lý thuyết, hiệu quả của loại tế bào mới gần đạt tới 100%.

Vấn đề duy nhất hiện nay là loại tế bào này chưa thu hút được sự chú ý trên thị trường và vì thế, mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là làm thế nào tăng sức thu hút của loại tế bào này nhiều hơn.

Hương Phạm (theo tgdaily.com)