Ученые испытали вирусные солнечные батареи

В первой фазе процесса вирусы захватывали однослойные углеродные нанотрубки (по 5-10 штук каждый) при помощи сотен своих пептидных молекул, а затем равномерно располагали на поверхности, создавая сеть сборщиков электронов. Её задача — принимать заряды от активного вещества и передавать их на контакты батареи.

Ранее учёные уже пробовали использовать нанотрубки как средство транспорта электронов в толще солнечной батареи. Однако для полного успеха необходимо было преодолеть препятствие: нанотрубки должны сформировать разветвлённую проводящую структуру без комков и слипаний, снижающих общий эффект. Именно для этого потребовалась ловкость вирусов-сборщиков. Процесс шёл в водной среде и при комнатной температуре.

На монтаже «электросети» работа вирусов не закончилась. Изменив кислотность среды, учёные включили в тех же вирусах вторую заложенную генными инженерами программу. После этого M13 занялись «высадкой» непосредственно у нанотрубок тончайшего покрытия из диоксида титана.

Ещё некоторые ингредиенты и в результате у Белчер получилась батарея на основе сенсибилизированных красителей. Такие солнечные элементы вообще-то не отличаются высоким КПД, но зато они очень дёшевы, потому в этой области в последнее время ведётся немало работ.

Филигранный «узор» из нанотрубок и тесно контактирующих с ними наночастиц TiO₂, позволил порождаемым светом электронам беспрепятственно добираться до места назначения. Эффективность новых батарей оказалась равна 10,6% против 8% у обычных сенсибилизированных панелей без нанотрубок.

Это серьёзное улучшение, учитывая, что вирусы и нанотрубки составляли всего 0,1% от веса всей панели. При этом авторы технологии говорят, что её можно приспособить для модификации и других перспективных типов солнечных батарей — органических, на базе квантовых точек и так далее.

Ранее та же Анжела Белчер на опыте показала, как с помощью генетически запрограммированных вирусов можно повысить эффективность литиевых аккумуляторов.