利用光合作用提高太陽能效率新方案

利用光合作用提高太陽能效率新方案

　馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特(Amherst)分校的化學(xué)家根據(jù)植物的光合作用發(fā)明了一種新的方法，可以讓太陽能電力生產(chǎn)更有效率。

　　該研究小組由Sankaran Thayumanavan領(lǐng)導(dǎo)，他是該大學(xué)“化學(xué)創(chuàng)新為未來加油” 研究中心 (Fueling the Future Center for Chemical Innovation)的主任。他研究出一種新方法，利用樹狀大分子來復(fù)制光合作用的過程；樹狀大分子是高度枝化的非生物有機(jī)分子。

　　樹狀大分子由眾多分支組成，這些分支由相互連接的被稱為聚合物的分子鏈組成。在樹狀大分子中，每個分子鏈會形成新鏈，反復(fù)聚合到單一的核心上，最終形成球狀。

　　樹狀大分子的分支使之可以大范圍地吸收光子，向其聚合物分支相互連接的核心提供能量。在分子核心處的能量得以發(fā)散的，產(chǎn)生沿著聚合物鏈向分子偶極處移動的電子，產(chǎn)生電力。

　　研究該聚合物的最終目標(biāo)，是能夠發(fā)現(xiàn)一種精湛的設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)足夠的捕獲陽光的效率和無能量損失的電子轉(zhuǎn)移。

　　“我們的方法受到了大自然中植物利用能源方式的啟發(fā)。經(jīng)過數(shù)百萬年的進(jìn)化，大自然的植物能有效地捕獲大量的能量，并可以短距離無損耗地進(jìn)行傳輸，”Thayumanavan先生說。

　　“在未來，光伏設(shè)備可能不再依賴于速度慢、效率低的人造半導(dǎo)體。我們的研究會帶來更輕、更高效、可持續(xù)的光伏發(fā)電，”他補(bǔ)充說。

　　該小組在一篇論文中發(fā)布了研究結(jié)果，論文的題目為：用于光伏技術(shù)的樹狀和線性大分子結(jié)構(gòu)——光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移研究(Dendritic and Linear Macromolecular Architectures for Photovoltaics: A Photoinduced Charged Transfer Investigation)。該論文發(fā)表在期刊《美國化學(xué)會志》上。

　　該雜志的編輯預(yù)測，該論文將改變未來光伏設(shè)備的設(shè)計(jì)方法。

　　“通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新是社會進(jìn)步的必要組成部分。要真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的做法，必須利用更清潔的方法獲取能源和更有效的方法來存儲、分配和使用能源。”該雜志編輯說。