Đột phá năng lượng: Phát minh ra pin Mặt trời hoạt động cả khi trời mưa và không có nắng

Các tấm năng pin Mặt trời có thể nói là một trong các phát minh rất tuyệt vời của con người thời hiện đại. Nó giúp chúng khai thác năng lượng từ một nguồn không có giới hạn, và đặc biệt là sạch, không gây hại cho môi trường.

Tuy nhiên, vấn đề duy nhất của loại phát minh siêu sạch này là nó cần Mặt trời để hoạt động. Trong những ngày trời âm u, chúng thường không mấy hiệu quả, dẫn đến ứng dụng không được cao.

Nhưng câu chuyện này chuẩn bị chấm dứt, nhờ phát minh mới của các chuyên gia từ ĐH British Columbia (Canada). Mới đây, họ đã tạo ra một loại pin Mặt trời mới, có thể vận hành ngay cả trong điều kiện ánh sáng mờ của những ngày trời mưa âm u.

Và bí mật của nó nằm ở bản chất: đây là pin Mặt trời làm từ vi khuẩn.

Trên thực tế, việc làm các tấm thu năng lượng Mặt trời từ sinh vật sống là điều hết sức khó khăn. Các nhà khoa học đã từng thử sao chép khả năng quang hợp của thực vật, rồi đưa nó vào tế bào sinh vật. Tuy nhiên, quá trình này rất tốn kém, phức tạp, và dễ gây tổn thương cho chính các tế bào ấy, nên hiệu quả thường không cao.

Để tránh hiện thực này, nhóm chuyên gia từ Canada đã thử một cách tiếp cận khác. Họ sử dụng khuẩn E. coly đã được biến đổi để sở hữu nhiều lycopene hơn (các phân tử mang lại màu đỏ cam cho cà chua.)

Lycopen là chất nhuộm màu tự nhiên, và đặc biệt tuyệt vời trong khả năng hấp thụ ánh Mặt trời. Ngay cả trong điều kiện thời tiết âm u, màu sắc này vẫn cho phép năng lượng được hấp thu với hiệu quả cực cao.

Vikramaditya Yadav, tác giả của nghiên cứu cho biết họ đã phủ E. coli lên các tấm pin Mặt trời, và sử dụng nó như một loại chất bán dẫn. Các thử nghiệm cho thấy mật độ năng lượng sẽ rơi vào khoảng 0,686 mA mỗi centimet vuông - cao gấp đôi so với các tấm pin thông thường.

"Chúng tôi ghi nhận dòng năng lượng rất dày đặc ở pin loại mới này," - giáo sư Yadav cho biết.

"Loại vật liệu này tạo ra một dạng năng lượng bền vững và hiệu quả về kinh tế. Chỉ cần một vài bước tối ưu hoá, chúng ta sẽ có một cuộc cách mạng năng lượng Mặt trời."

Theo Yadav, phương pháp này không những hiệu quả hơn mà chi phí còn thấp hơn hẳn, chỉ bằng 1/10. Dù vậy, nó vẫn cần thêm thời gian để hoàn thiện, vì vi khuẩn có tuổi thọ khá thấp. Nếu như tìm ra cách giữ cho chúng sống sót lâu hơn, đó sẽ là một cuộc cách mạng thực sự.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Small.