Tin quốc tế
Vật liệu sinh học làm tăng hiệu suất pin mặt trời
(sciencedaily.com - 17/03/2020):

Pin mặt trời thế hệ tiếptheo mô phỏng quá trình quang hợp với vật liệu sinh học có thể mang lại ý nghĩamới cho thuật ngữ 'công nghệ xanh'. Theo một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế,việc bổ sung protein bacteriorhodopsin (bR) vào pin mặt trời perovskite đã tănghiệu quả của các thiết bị trong một loạt các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Shashank Priya, phó chủ tịchnghiên cứu và giáo sư khoa học vật liệu tại bang Pennsylvania cho biết:"Những phát hiện này mở ra cơ hội phát triển công nghệ pin mặt trờibioperovskite rẻ hơn, thân thiện với môi trường hơn". "Trong tươnglai, về cơ bản, chúng ta có thể thay thế một số hóa chất đắt tiền bên trong pinmặt trời bằng các vật liệu tự nhiên tương đối rẻ hơn."

Pin mặt trời Perovskite, được đặttên cho các cấu trúc tinh thể độc đáo của chúng vượt trội trong việc hấp thụánh sáng khả kiến, là một lĩnh vực nghiên cứu mạnh mẽ vì chúng cung cấp một sựthay thế hiệu quả hơn và ít tốn kém hơn cho công nghệ năng lượng mặt trời dựatrên silicon truyền thống.

Pin mặt trời perovskite hiệu quảnhất có thể chuyển đổi 22 đến 23 phần trăm ánh sáng mặt trời thành điện năng.Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc bổ sung protein bR vào pin mặt trờiperovskite đã cải thiện hiệu quả của thiết bị từ 14,5 đến 17%. Họ đã báo cáo nhữngphát hiện của họ trên tạp chí Hiệp hội Hóa học và Ứng dụng ACS của Hiệp hội Hóahọc Hoa Kỳ.

Nghiên cứu đại diện cho các nhàkhoa học lần đầu tiên chỉ ra rằng các vật liệu sinh học được thêm vào pin mặttrời perovskite có thể mang lại hiệu quả cao. Các nghiên cứu trong tương lai cóthể dẫn đến các vật liệu bioperovskite hiệu quả hơn nữa, các nhà nghiên cứu chobiết.

"Các nghiên cứu trước đâyđã đạt được hiệu quả tăng 8 hoặc 9% bằng cách trộn một số protein nhất định bêntrong cấu trúc pin mặt trời, nhưng vẫn chưa đạt đến gần 17%. Do vậy, những pháthiện này rất có ý nghĩa", Priya, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết,các mảng năng lượng mặt trời thương mại bao gồm hàng trăm hoặc hàng nghìn pin mặttrời riêng lẻ, do đó, ngay cả những cải tiến nhỏ về hiệu quả cũng có thể tiếtkiệm đáng kể.

Mô phỏng tự nhiên

Dựa vào tự nhiên, các nhànghiên cứu đã tìm cách cải thiện hiệu suất của pin mặt trời perovskite thôngqua cơ chế truyền năng lượng cộng hưởng Forster (FRET), một cơ chế truyền nănglượng giữa một cặp phân tử cảm quang.

"Cơ chế FRET đã xuất hiệntừ lâu", Renugopalakrishnan Venkatesan, giáo sư tại Đại học Northeasternvà Bệnh viện nhi Boston, Đại học Harvard, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết."Nó dường như là nền tảng của quang hợp và có thể được tìm thấy trong cáccông nghệ như truyền năng lượng không dây, và thậm chí trong thế giới động vậtnhư một cơ chế giao tiếp. Chúng tôi đang sử dụng cơ chế này để cố gắng tạo ra mộtthế giới với các hệ thống lấy cảm hứng từ sinh học có khả năng vượt qua cácphân tử

vô cơ hoặc hữu cơ. "

Các protein bR và vật liệuperovskite có tính chất điện tương tự, hoặc các khoảng trống băng. Bằng cách sắpxếp những khoảng trống này, các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng họ có thể đạtđược hiệu suất tốt hơn trong pin mặt trời perovskite thông qua cơ chế FRET.

"Các tế bào năng lượng mặttrời hoạt động bằng cách hấp thụ năng lượng ánh sáng, hoặc các phân tử photonvà tạo ra các cặp lỗ electron", Subhabrata Das, người tham gia nghiên cứukhi còn là một sinh viên tiến sĩ tại Đại học Columbia cho biết. "Bằng cáchgửi các electron và lỗ trống theo hai hướng ngược nhau, pin mặt trời tạo ra mộtdòng điện biến thành điện năng."

Tuy nhiên, một tỷ lệ nhất địnhcủa các cặp lỗ electron kết hợp lại, làm giảm lượng dòng điện được tạo ra. Việctrộn protein bR vào pin mặt trời perovskite đã giúp các cặp lỗ electron di chuyểntốt hơn qua các thiết bị, giảm tổn thất tái hợp và tăng hiệu quả, các nhà khoahọc cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết nhữngphát hiện này có thể có những kết quả lớn hơn, dẫn đến việc thiết kế các thiếtbị lai khác trong đó các vật liệu nhân tạo và sinh học phối hợp với nhau.

 

 
Tin tức khác
Tổng quan di truyền cây khoai lang (Ipomoea batatas Lam.)
Di truyền tính kháng sùng đục củ khoai lang
Gen kháng bệnh đạo ôn lúa Pita2 – cách tiếp cận mới
Kết quả “deep learning” trong hệ gen cây trồng và nội dung cải tiến giống mới
Nghiên cứu biệt hóa tế bào chức năng gan từ tế bào gốc người và chuột
Thông báo
Thông báo chuẩn bị hồ sơ đăng ký giao trực tiếp thực hiện từ năm 2019 thuộc Chương trình CNSH
Thông báo số 1: Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc – Khu vực phía Nam lần thứ II năm 2011
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học trong lĩnh vực nông nghiệp và ptnt đến năm 2020”.
THÔNG BÁO TUYỂN CHỌN TỔ CHỨC VÀ CÁ NHÂN CHỦ TRÌ NHIỆM VỤ KH&CN
Kết quả khảo nghiệm đánh giá an toàn sinh học đối với đa dạng sinh học và môi trường
Văn bản mới
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thông báo giao trực tiếp tổ chức, cá nhân thực hiện nhiệm vụ KHCN...
Quyết định 490/QĐ-BNN-KHCN điều chỉnh cá nhân chủ trì đề tài thuộc “chương trình trọng điểm phát triển...
Quyết định phê duyệt danh mục nhiệm vụ khoa học và công nghệ đưa vào tuyển chọn, giao trực tiếp bắt đầu...
Về việc cấp bằng bảo hộ giống cây trồng mới (kèm danh mục)
Bổ sung 71 chỉ tiêu tuyển sinh đào tạo thạc sĩ năm 2011 cho Trường Đại học Lâm nghiệp
Về việc giao dự toán NSNN năm 2011(Kinh phí bổ sung sự nghiệp khoa học Công nghệ năm 2011- nhiệm vụ cấp...
Giao dự toán ngân sách nhà nước năm 2011 (đợt 4) Kinh phí xử lý sự cố đê điều năm 2011 (Phụ lục kèm theo)
Tài Liệu mới
Rút ngằn thời gian vi nhân giống lan hồ điệp
Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh học lên sự nảy mầm
Kỹ thuật trồng hoa lan Mokara
Liên kết Website
Vụ khoa học công nghệ và môi trường bộ NN và PTNT
Viện công nghệ sinh học
Bộ nông nghiệp vf phát triển nông thôn
Agbiotech Việt Nam
Báo Nhân Dân
Trung tâm Khuyến nông Quốc gia
Thống kê truy cập
Số người đang online: 28
Tổng số lượt truy cập: 1961002
Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn
Copyright © 2011 Văn phòng Công nghệ sinh học - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Địa chỉ : Số 02 Ngọc Hà, Ba Đình, Hà Nội. Điện thoại : (024) 38436817 - Fax: (024) 38433637
Email: webmaster@agrobitotech.gov.vn. Web site: www.agrobiotech.gov.vn