- 美國麻省理工學院的研究人員表示活體病毒可提高幾乎三分之一的電池效率
- 這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規(guī)模達1,560億美元的微生物技術(shù)產(chǎn)品市場
美國麻省理工學院(MIT)的研究人員表示，活體病毒可用于將高導電性碳納米管安裝到染料敏化太陽能電池(dye sensitized solar cells)的正極結(jié)構(gòu)中，電池效率可因此提高幾乎三分之一。
染料敏化太陽能電池為一種光電化學系統(tǒng)，是由位于光敏正極與電解質(zhì)之間的半導體元件材料制成的。覆蓋著染料的納米二氧化鈦(titanium dioxide)會吸收太陽光，并將電子釋放到正極中。然后那些電子會被收集起來用以驅(qū)動負載，然后經(jīng)由負極回到電解質(zhì)中，如此不斷循環(huán)。MIT研究人員表示，通過病毒使碳納米管和正極交織在一起，就能將染料敏化太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率由8%以下，提高到10.6%以上。
該研究團隊是由MIT教授Angela Belcher所率領(lǐng)，成員包括博士研究生Xiangnan Dang與Hyunjung Yi ，以及另外兩位教授Paula Hammond與Michael Strano 。
Belcher此前已經(jīng)證實了一種名為M13的病毒，可刺激“氫經(jīng)濟(hydrogen economy)”并催生薄膜電池。而該團隊的最新研究成果，則是首次利用病毒來分離出太陽能電池內(nèi)的納米管，以避免納米管凝集一成團或?qū)е露搪贰?每個病毒可以在約有300個肽分子(peptide molecules)的一個區(qū)域內(nèi)，吸附10個納米管，然后這種經(jīng)過基因工程改造的病毒會分泌出二氧化鈦涂層。
如果這種新技術(shù)實驗室以外的地方也能成功，這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規(guī)模達1,560億美元的微生物技術(shù)產(chǎn)品市場。根據(jù)市場研究機構(gòu)BCC Research的預(yù)測，該市場規(guī)模在2016年還可成長至2,590億美元以上。
所謂的微生物技術(shù)產(chǎn)品，包括天然酵母、釀造啤酒，以及諸如MIT所研發(fā)的M13基因工程微生物，可應(yīng)用在胰島素、生物柴油以及冶金產(chǎn)品(metallurgical products.)等。
M13病毒由一條標準DNA序列(圖右方的線圈)組成，上面吸附著在碳納米管(灰色)，并將其維持在固定位置。而附著在染料分子(紅色)上的二氧化鈦涂層(黃色) ，則環(huán)繞著病毒與碳納米管。
Belcher表示，MIT所研發(fā)的這項新技術(shù)，只需在染料敏化太陽能電池的工藝中添加一個簡單的步驟，也能適用其他類型的有機與量子點(quantum-dot)技術(shù)太陽能電池。
