Фотоэлемент из шпината: работает даже в темноте

Химики США из Университета Вандербильта (Нэшвилл, штат Тенесси) нашли шпинату новое применение – они использовали один из его белков для создания нового и очень эффективного фотоэлемента.

Этот белок ученые пытаются заставить работать уже лет сорок, с тех самых пор, как он был открыт. Он входит в состав белков, осуществляющих фотосинтез шпината, и обладает удивительной особенностью – даже находясь в изоляции, он продолжает преобразовывать солнечный свет в электричество. Причем этот природный фотоэлемент работает c КПД 100%. Для сравнения – КПД лучших солнечных батарей, сделанных людьми, не превышает 40%.

Однако до сих пор, несмотря на все усилия многих лабораторий, сделать этот белок (он называется PS1 - Photosystem 1) основой промышленного фотоэлемента ученым не удавалось. Во-первых, потому что он производил очень мало тока, а во-вторых, в течение нескольких недель портился.

Химики использовали один из белков шпината для создания нового и очень эффективного фотоэлемента

Команда из Нэшвилла давно работает с PS1, пытаясь создать на его основе биогибридное устройство, соединив белок с обычным фотоэлементом. Теперь они сообщают, что им, наконец, удалось это сделать, покрыв микронным слоем белка кремниевую подложку с особыми присадками. По словам Дэвида Клиффела, возглавляющего исследование, эта комбинация способна производить ток, в тысячу раз больший, чем то, что у них получалось при соединении белка с металлами. Каждый квадратный сантиметр полученного фотоэлемента производит ток величиной чуть меньше миллиампера с напряжением 0,3 вольта. Это вполне коммерческие характеристики, и нэшвиллская команда уже запатентовала свое устройство.

Что до жизнестойкости новой солнечной ячейки, то группа еще в 2010 году сумела довести срок жизни белка до девяти месяцев. Как утверждает Клифелл, такой срок не предел, потому что в вечнозеленых растениях подобные белки не разрушаются годами, и надо просто понять, как именно это происходит в природе.