Je leest:

Robuuste zonnecellen repareren zichzelf

Robuuste zonnecellen repareren zichzelf

Auteur:

Wetenschappers doen hun best de natuur te imiteren. Zo maakten Amerikaanse onderzoekers een zonnecel die zichzelf op nanoschaal weer in elkaar kan zetten als hij uit elkaar is gevallen. Daarmee hopen ze de prestatie van zonnecellen op de lange termijn te verbeteren.

Planten zijn natuurlijk kampioen zonnebaden, het gemak waarmee ze energie uit de zon winnen wordt al ruim 20 jaar door ingenieurs benijd. Onze kunstmatige zonnecellen hebben inmiddels wel een aardig vermogen, maar ze gaan nog niet zo lang mee. Eigenlijk is dat onvermijdelijk, want op moleculair niveau zijn zonnepanelen gemaakt om lichtenergetische deeltjes, fotonen, op te vangen. Maar de energie van die deeltjes is tegelijk een aanslag op diezelfde moleculen. Planten hebben daar al iets op gevonden.

Small
In deze groene bolletjes vindt fotosynthese plaats. Op deze afbeelding zijn het algen, maar alle planten hebben dergelijke chloroplasten.
wikimedia commons

De moleculen en eiwitten die in de natuur voor fotosynthese zorgen (chlorofylen en PSII) worden elke 45 minuten opnieuw ververst. Hoofdonderzoeker Michael Strano beschrijft het als volgt: “Tijdens de eerste stap van de fotosynthese, de fotolyse, komen er zuurstofradicalen vrij. Die zorgen ervoor dat de eiwitten op strategische plaatsen worden ‘losgeknipt’. De plantencel kan dit -met behulp van een beetje energie- gemakkelijk weer repareren en dan zijn de eiwitten weer als nieuw. Dat willen we ook voor kunstmatige zonnecellen.”

Onder zijn leiding hebben onderzoekers van de Amerikaanse Universiteit MIT schijfjes fosfolipiden op koolstofnanobuisjes geplakt. Op de schijfjes zitten eiwitten die uit de natuur zijn geleend, en zonlicht kunnen omzetten in elektriciteit (fotolyse). De stroom kan via de geleidende nanobuisjes worden afgevoerd. De schijfjes zijn zo geplaatst, dat alle fotolytische eiwitten dezelfde kant op wijzen, en zo optimaal belicht kunnen worden.

Medium
Dit is ’m dan. In de glazen buis zitten de zelfhelende deeltjes, de twee elektroden waarmee de stroom wordt gemeten zijn de draadjes die eruit steken.
Patrick Gillooly, MIT News Office

Herstellend vermogen

De onderzoekers bewezen dat het systeem elektriciteit kan genereren. Maar het kan zichzelf ook repareren. Als de onderlinge organisatie in de war wordt geschopt door bijvoorbeeld een beetje zeep, genereert het geen elektriciteit meer. Maar bij verwijderen van de zeep zette het systeem zichzelf weer netjes in elkaar en liep de fotolytische reactie als een zonnetje. Ook bij herhaaldelijke cycli van ‘zelfreparatie’ verloor het systeem niets aan efficiëntie. En dat is natuurlijk een nuttige eigenschap voor toekomstige zonnecellen. Ze publiceerden dit deze week in Nature Chemistry.

Lees meer:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/zonnecellen/zonne-energie/index.atom?m=of", “max”=>"5", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 september 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE