Группа шведских ученых построила солнечную ячейку на основе зелёного флуоресцирующего белка медузы Aequorea victoria.

Закари Чирагванди из Технологического университета Чалмерса (Гётеборг) и его коллеги собрали фотогальванический элемент из двух простых алюминиевых электродов, разделённых небольшим пространством поверх подложки из диоксида кремния. Белок располагается между двумя электродами. Он поглощает фотоны и производит электроны — то есть ведёт себя как краситель в ячейках Гретцеля.

Почему именно зелёный флуоресцирующий белок? С одной стороны, это дёшево. Он не требует добавок (например, диоксида титана, как всё те же ячейки Гретцеля) или дорогостоящей обработки, его можно сразу поместить на подложку. Кроме того, он может быть интегрирован в автономный топливный элемент, который не требует внешнего источника света. Фотоны генерируются там магнием и люциферазой точно так же, как в организме светлячков (Lampyridae) и морских анютиных глазок (Renilla reniformis). Такой источник питания может оказаться полезным для наноустройств, которые в будущем станут заниматься, например, диагностикой нашего организма.

Рис. 1. Медуза Aequorea victoria (фото Leibniz Universität Hannover).

Наконец, медуз в последнее время развелось что-то уж слишком много. В некоторых районах зафиксированы не объяснённые пока скачки роста популяций.

Но медузы не единственные поставщики идей и материалов для фотогальваники. Адриан Фишер и Паоло Бомбелли из Кембриджского университета (Великобритания) разрабатывают устройство на основе водорослей и фотосинтезирующих бактерий. Учёные размещают плёнку из фотосинтезирующих клеток поверх прозрачного проводника, который обращён к катоду из углерода, покрытому платиновыми наночастицами.

Под воздействием солнечного света клетки водорослей начинают расщеплять воду и производить кислород, электроны и протоны. Устройство вытягивает электроны из клеток прежде, чем они будут использованы для преобразования диоксида углерода в органические соединения.

КПД изобретения составляет пока всего 0,1%, тогда как эффективность цветосенсибилизированных солнечных батарей находится на уровне 10–15%.

Результаты исследований будут опубликованы в журнале Energy and Environmental Science.

По материалам: