Несмотря на ряд альтернатив традиционным видам вырабатывания электроэнергии, ученые всего мира ломают голову над разрешением проблемы энергетического кризиса. В частности, британскими учеными был предложен способ увеличения эффективности солнечных батарей путем применения фотосинтеза, характерного для растений, сообщает информационно-аналитический портал Inpress.ua.

Ученые из Кембриджского университета в Англии нашли способ увеличить эффективность солнечных батарей. В этом им помогла сама природа — система преобразования солнечных лучей в энергию оказалась самой продуманной и продуктивной у растений. Согласно сообщению физиков, открытие заключается в том, что для фотосинтеза и получения энергии эти создания используют квантовую механику, что позволяет перерабатывать излучение наиболее эффективным способом. Свои открытия ученые опубликовали в декабрьском номере журнала Physical Review Letters, передает портал Дело.

«Ученые во всем мире исследуют работу фотосинтеза на квантовом уровне для того, чтобы спроектировать лучшие солнечные батареи. Мы бы хотели создать систему, которая действительно поможет решить проблему энергетического кризиса», — говорит исследователь Энди Паркер, физик из Кембриджского университета в Англии.

Фотосинтез в растениях и большинстве бактерий имеет много общего с технологией, по которой работают солнечные батареи: зеленый пигмент улавливает энергию света и передает ее электронам, которые при прохождении длинной цепочки химических реакций образуют молекулы с весьма энергоемкими химическими связями, что позволяет накапливать и передавать большое количество энергии. Сейчас исследователи предполагают, что относительно простая биологическая техника, собирающая солнечный свет, в принципе может преобразовывать солнечные лучи в электричество очень эффективно.

Ученые высказывают сомнения в том, что им удастся воспроизвести всю схему, работающую в растениях, целиком: живые системы слишком сложны. К тому же при фотосинтезе происходит обмен не только энергией, но и веществом, что неуместно, если цель — просто получить электричество. Тем не менее ничто не мешает позаимствовать лишь необходимые для решения поставленной задачи элементы фотосинтеза.

Предложенная модель фотосинтетических солнечных батарей пока существует лишь в теории, ее реализация на практике, разумеется, столкнется со многими трудностями. Исследователи добавляют, что они еще не построили эту систему в реальной жизни, так как моделирование реальных, актуальных систем — более сложный процесс.

Это не первая попытка ученых найти метод, который позволял бы более эффективно использовать площади солнечных батарей и увеличить их коэффициент полезного действия. В 2012-м в лаборатории электроники и органической оптики технологического института Массачусетса (MIT) были созданы необычные солнечные батареи. Команда инженеров и биологов, которыми руководил профессор Марк Балдо, решили, что растительные белки вполне способны вырабатывать энергию, которой хватит, например, для зарядки аккумуляторов ноутбука. В качества натурального преобразователя света в электричество ученые использовали фотосинтетические белки, которые были извлечены из бактерий Rhodobacter sphaeroides и хлоропластов листьев шпината.

КПД таких батарей составляет 12%, и его можно поднять до 20%, что в сочетании с небольшой стоимостью изготовления — серьезная заявка, чтобы вытеснить солнечные панели на полупроводниках. Более того, опыты показали: производство таких белковых панелей позволяет сэкономить энергию, которую затрачивают на изготовление обычных кремниевых солнечных коллекторов на полупроводниках. Также они более экологичны и в перспективе смогут самовосстанавливаться при истечении гарантийного срока, что делает их производство более выгодным.

Как уже сообщал Inpress.ua, американские ученые объявили о создании аккумулятора, в основе которого лежит дерево. Покрытая оловом экологически чистая батарея тоньше листа бумаги в тысячу раз. Вместо лития в новом источнике энергии используется натрий. По словам ученых, этот элемент не несет угрозы для окружающей среды.

Напомним, исследователи из Стэнфордского университета, США, создали «живую батарейку», которая разработана с использованием бактерий, поглощающих органику и вырабатывающих электричество.

Кстати, исследователи Университета Сюррея, Великобритания, представили прототип атомного аккумулятора для мобильного телефона. Батарея, созданная на основе трития, попросту не требует подзарядки.

К слову, крупная японская строительная компания Shimizu Corp. разработала перспективный проект, который бы позволил полностью изменить представление человечества о возможностях альтернативной энергетики. Она предлагает создать вокруг экватора Луны так называемый энергетический пояс из солнечных панелей, мощность которого позволила бы обеспечить потребность нескольких крупных стран в электричестве.