الخلايا الضوئية الكلوروفيل الاصطناعية

الأوراق عبارة عن خلايا شمسية فعالة للغاية يمكنها تحويل ما يصل إلى 40٪ من الضوء المستلم إلى طاقة كيميائية ، أي أكثر كفاءة بكثير من الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون والتي لها عائد يبلغ حوالي 15٪.

خلال المرحلة الأولى من عملية التمثيل الضوئي ، يتم امتصاص ضوء الشمس وتحويله إلى طاقة كيميائية مخزنة في شكل جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). تحدث هذه التفاعلات على مستوى جزيئات الكلوروفيل الموجودة في أغشية الثايلاكويدات ، داخل البلاستيدات الخضراء للخلايا النباتية.

قام الباحثون في جامعة سيدني في أستراليا بتركيب جزيئات شبيهة بالكلوروفيل قادرة على تحويل الضوء إلى طاقة كهربائية ، أي إعادة إنتاج المرحلة الأولى من التمثيل الضوئي. يتكون التركيب الجزيئي للكلوروفيل الطبيعي من حلقة البورفيرين المحتوية على النيتروجين والتي تحتوي على أيون مغنسيوم في مركزها. تشمل النسخ المتماثلة الاصطناعية أكثر من مائة بورفيرين مجمعة حول جزيء الأشجار لتقليد بنية النظم الضوئية الطبيعية.

اقرأ أيضا: جدول عطلة نهاية الأسبوع.

أظهرت الاختبارات أن تحويل الضوء إلى طاقة كهربائية يكون أكثر فعالية عندما تكون الجزيئات التركيبية كبيرة جدًا. يتم الحصول على أفضل النتائج مع جزيئات يكون حجمها مساويًا تقريبًا نصف الطول الموجي للضوء الممتص ، أي ما بين 300 و 800 نانومتر في حالة الضوء المرئي.

دمج هذه الهياكل في الخلايا الشمسية الضوئية سيحسن كفاءتها. يعمل الفريق الآن على إعداد نماذج أولية للخلايا التي تحتوي على جزيئات تركيبية قبل الشروع في الإنتاج التجاري للألواح الشمسية بالتعاون مع جامعة أوساكا في اليابان.


المصدر: ADIT

قم بكتابة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *