식물미생물/Science

[과학]식물세포와 같은 계속적으로 재활용 가능한 자기 조립 태양전지

케이든 2010. 10. 23. 21:29

MIT의 식물세포와 같은 계속적으로 재활용 가능한 자기 조립 태양전지  

MIT의 실험용 전지 Patrick Gillooly, MIT

 

식물들은 매우 효율적인 변환기로 빛을 에너지로 바꿉니다. 다소간의 연구자들은 태양빛을 전기로 변환하는 광감응전소자를 만들려고 합니다. 이러한 연구자들은 몇 만년 동안 진화하고 발전한 식물들의 방법을 따라할려고 계속 노력했습니다. 현재 MIT의 과학자들은 그들이 처음으로 분해되고 다시 조합되는 인공의 자기 조립 엽록체들 만들고, 태양에 의해 파괴되는 태양 전지를 복구 시켰다고 믿습니다.

 

나무에 잎파리들은 태양전지판에 PV전지 같이 움직이지 않는 것 처럼 보이지만 사실은 그게 아닙니다. 태양빛은 실제로 아주 파괘적으로 잎파리들은 이 현상에 대응하기 위해 빠르게 단백질들을 재활용하고 이것은 여름 직사광선 아래에서는 매 45분 마다 일어납니다. 이러한 빠른 수리 메카니즘은 식물에게 태양의 아낌없이 주는 에너지를 이용할수 있게 해주며 시간에 비해 효율성이 떨어지는 것을 막아줍니다.

 

이런 유일한 재생 능력을 재현하기 위해서, MIT의 팀은 광자를 사용해 전자를 흔들어 전기로 바꾸는 새로운 자기 조립 분자 고안했습니다. 이 시스템은 7가지의 다른 물질을 포함하고 있는데, 구조를 이루고 전기를 전지에 떨어져 나가게 해주는 탄소 나노튜브, 구조를 받치고 티스크 형태를 만드는 인공의 인지질, 그리고 "반응센터"로 자기 조립하고 광자와 상호작용을 해 전자를 방출하는 분자들 입니다.

 

어떠한 충분한 조건아래, 그 물질은 태양 에너지를 수확하기 위한 알 맞은 일정한 구조로 집합됩니다. 하지만 만약 계면활성제(세제, 퐁퐁처럼 오일이나 기름을 분해하는 물질)가 존재한다면 그 구조는 분해되어 나노튜브와 인지질 그리고 그것을 구성하고 있는 다른 분자들 용액이 될 것 입니다. 이 용액을 거름막에 걸러 계면활성재를 제거하면, 전지 구성 요소들은 다시 잘 작동되고 원 상태에 가까운 태양 전지로 조립 됩니다.

 

이 전지들은 40%의 효율성을 가지고 작동을 하고 연구자들이 생각하기를 어떠한 조정을 가하면 효율성을 훨씬 늘리수 있을 것 이랍니다. 그리고 이 전지는 시간이 지나도 닳지 않고 계면활성제와 섞어서 흔들면 다시 신품이 됩니다. 이 기술은 태양에너지 기술에 중대한 진전이 될 것 입니다.