“Lá nhân tạo” sản xuất điện năng

Một
nhóm nghiên cứu của Đại học Bắc Carolina đã phát triển một thiết bị
năng lượng mặt trời dạng keo nước - gọi là “lá nhân tạo” - có khả năng
hoạt động như pin mặt trời tạo ra dòng điện. Các thiết bị này được đánh
giá là nhiều tiềm năng tiết kiệm chi phí và thân thiện hơn với môi
trường.

Các
thiết bị có thể uốn cong này có thành phần là keo nước chứa các phân tử
nhạy sáng kết hợp với các điện cực phủ chất liệu cacbon, ví dụ như ống
nano cacbon hoặc than chì. Các phân tử nhạy sáng trở nên “kích động” khi
ánh sáng mặt trời chiếu vào và sản sinh ra điện năng; cơ chế này tương
tự như cơ chế kích thích tổng hợp đường để sinh trưởng của phân tử thực
vật. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tìm ra phương thức chế tạo được những
vật liệu mà thiên nhiên sử dụng để tạo ra năng lượng mặt trời. So với
phương pháp tổng hợp phân tử nhạy sáng, những sản phẩm có nguồn gốc từ
tự nhiên - như chất diệp lục - dễ dàng tích hợp vào các thiết bị nói
trên hơn nhờ cấu trúc ma trận keo nước (water-gel matrix) của chúng.

Hiện
tại, nhóm đang thực hiện tinh chỉnh các thiết bị quang điện bằng nước,
giúp chúng trở nên giống với lá thật hơn. Bước tiếp theo này là nhằm mô
phỏng cơ chế tự tái sinh của thực vật. Tuy nhiên, khó khăn ở đây là phải
thay đổi chất liệu keo nước và các phân tử nhạy sáng để nâng cao hiệu
quả hoạt động cho pin mặt trời. Nhóm cho biết nếu làm được điều này,
tương lai các mái nhà sẽ được bao phủ bởi các lớp pin mặt trời “lá nhân
tạo” mô phỏng cơ chế tạo điện năng của thực vật. Hiện tại, việc ứng dụng
công nghệ mới này vẫn chưa được công bố do hiệu suất hoạt động của pin
vẫn còn thấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tin rằng các khái niệm sinh học
về thiết bị điện năng dạng “mềm” trong tương lai sẽ là một nguồn thay
thế các loại công nghệ - dạng - cứng hiện nay.