Bắt chước sự quang hợp để tạo ra pin mặt trời

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Ludwig-Maximilian ở Munich (LMU) đã chỉ ra rằng họ có thể cải thiện đáng kể khả năng hấp thu ánh sáng tự nhiên của các loài cây bằng cách sử dụng các phân tử nano có chức năng hấp thu này.

Đây cũng là khám phá mới của trường Đại học Ohio, có thể rất có ý nghĩa trong việc phát triển các pin quang điện thế hệ mới, hoạt động theo mô hình thực vật là khai thác khả năng quang hợp nhờ ánh sáng mặt trời.

Việc thu năng lượng ánh sáng mặt trời đối với cây cối được thực hiện nhờ những ăng ten thu thập hoặc LHC là những tổ hợp đa protein và diệp lục có khả năng thu các photon có bước sóng khác nhau, hay còn được gọi là những năng lượng biến thiên.

Việc đo đạc thử nghiệm được tiến hành bởi nhà khoa học thuộc LMU, thực hiện trên một LHC đặc biệt có ở một số loại tảo biển (loại tảo Amphidinium chẳng hạn): tổ hợp peridinin-cholorophylle (PCP).

Được đặt trên một nền thuỷ tinh có các phân tử nano bạc, PCP đã được đưa ra trước ánh sáng laze (trong lĩnh trường hợp này là bước sóng xanh) để sau đó xác định khả năng hấp thu nhờ một quang phổ huỳnh quang.

Thí nghiệm đã cho thấy việc tăng cường mức độ huỳnh quang của tín hiệu được đo trong trường hợp PCP được biến đổi cao tới 18 lần đối so với PCP tự nhiên. Mặt khác, các nhà nghiên cứu cũng không thấy có sự khác lạ về cấu trúc nào protein của PCP.

Theo một số mô hình lý thuyết, sự tăng hiệu quản hấp thu được giải thích bởi sự tăng gấp đôi sự hoạt động PCP: hiệu quả của trường điện được tạo ra bởi các phân tử nano đã được tăng hiệu quả. Dựa vào các LHC tổng hợp và việc tạo ra các cấu trúc nano đặc biệt có thể cho giải pháp tối ưu hoá quy trình bắt nguồn cảm hứng từ thực vật.