ساخت کارآمدترین سلولهای خورشیدی با نخود فرنگی

محققان با جداسازی بخشی از ساختار پروتئینی گیاه نخود موفق به ارائه شیوه ای جدید برای ساخت سلولهای خورشیدی با توانایی جذب بالای انرژی شده اند.

در صورتی که ذخیره سازی انرژی نامحدود خورشید امری ساده به شمار می رفت اکنون بشر با بحران گازهای گلخانه ای ناشی از استفاده از سوختهای فسیلی مواجه نبود و در حالی که سیستمهای خورشیدی در بیابانهای داغ به طورت متعادلی کار می کنند تنها قادر به تامین بخشی کوچک از انرژی مورد نیاز انسان بوده و نسبت به میزان تقاضای انرژی کاملا ناکارامد به شمار می روند.

اما راه حلی جدید از منبعی غیر قابل انتظار می تواند این مشکل ناکارایی سیستمهای خورشیدی را حل کند، منبعی که بخشی از منابع غذای انسان را تشکیل می دهد.

دانشمندان با جداسازی بخشی کوچک از کریستالهای PSI از ساختار پیچیده گیاه نخود اعلام کردند این کریستالها توانایی نورزایی را داشته و می توان از آنها به عنوان شارژر های کوچک باطری استفاده کرد و یا هسته کارآمدترین سلولهای خورشیدی را با استفاده از آن طراحی کرد.

به منظور تولید انرژی سودمند گیاهان از نانو موتورخانه بسیار پیچیده ای برخوردارند که با استفاده از نور خورشید به عنوان منبع اصلی انرژی فعالیت کرده و بازده کوانتمی مناسبی برابر ۱۰۰ درصد دارد.

این ساختار "سیستم نوری I" یا PSI نام دارد و دانشمندان با جداسازی این بخش از برگهای گیاه نخود و کریستالی کردن آن موفق به ساخت یکی از اصلی ترین بخشهای سلولهای خورشیدی پربازده شدند.

به گفته دانشمندان این تحقیقات با هدف نزدیک شدن به فرایند تولید انرژی است که گیاهان با استفاده از آن نور خورشید را به قند تبدیل می کنند. آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ با استفاده از فیزیک کوانتومی و فوتونی اصول بنیادین عملکرد انرژی نور را شرح داد.

زمانی که نور در برگهای گیاه جذب می شود به الکترونی که برای محافظت از واکنشهای بیوشیمیایی مانند تولید قند در گیاه مورد استفاده قرار می گیرد، انرژی می رساند.

به گفته دانشمندان در صورتی که بتوان به نحوه تولید قند مورد نیاز در گیاهان پی برد، کشف بزرگی رخ خواهد داد که استفاده از آن نیازمند حل ساختار نانو موتورخانه های گیاهی و درک عملکرد آنها است.

از آنجا که مرکز واکنشی PSI ساختاری رنگدانه ای- پروتئینی به شمار می رود که وظیفه تبدیل فتوسنتزی انرژی نور به دیگر انواع انرژی را دارد می توان هزاران نمونه از این مراکز واکنشی را با دقتی بالا در ساختارهای کریستالی گرد هم آورد تا بتوان از آنها برای تبدیل انرژی نور به الکتریسیته برای استفاده در ابزارهای مختلف استفاده کرد.