Nghiên cứu chế tạo pin mặt trời từ enzyme trong quả đu đủ

Màng mỏng titan dioxide (Titania) thường được sử dụng trong các loại pin mặt trời khác nhau. Các phương pháp chế tạo hiện đang được sử dụng để tạo Titania đòi hỏi nhiệt độ cao, cũng như các công nghệ cao cấp, đắt tiền. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Delft (TU Delft) đã phát triển một phương pháp hoàn toàn hữu cơ để chế tạo màng mỏng Titania xốp ở nhiệt độ tương đối thấp.

Nguồn: Muff Public Domain. 

Theo đó, các nhà nghiên cứu Delft mô tả cách họ sử dụng một loại enzyme gọi là papain, có thể tìm thấy tự nhiên trong quả đu đủ, trong một quy trình nhúng đơn giản. 

"Làm nóng nhẹ nhàng trong lò nướng gia đình thông thường dẫn đến sự bay hơi của hầu hết các vật liệu hữu cơ, để lại các màng Titania xốp", nhà nghiên cứu TU Delft, Tiến sĩ Duncan McMillan giải thích.

Bằng việc sử dụng quy trình sản xuất mới, Edward van Amelrooij, sinh viên thạc sĩ ngành Vật lý ứng dụng, đã tạo ra các thiết bị thử nghiệm đầu tiên: pin mặt trời nhuộm màu tự nhiên. 

"Các phương pháp sản xuất hiện tại đòi hỏi phải có máy hút mạnh hoặc thiết bị chuyên dụng cần thiết để làm nóng mẫu đến 600°C. Điều này không chỉ làm cho quá trình rất tốn kém, nó còn mang lại các lớp phẳng không thể xếp chồng lên nhau, mang lại diện tích bề mặt hạn chế", McMillan nói. 

Phương pháp mới ngược lại, sử dụng lắng đọng dựa trên enzyme trong vài phút, cùng với quá trình bay hơi nguyên liệu từ một lò nướng gia dụng tiêu chuẩn có thể cho ra ít nhất 50 màng mỏng Titania có khả năng xếp chồng lên nhau.

Tiến sĩ Stephan Eijt, cũng thuộc TU Delft, đã sử dụng quang phổ tiêu diệt positron - một kỹ thuật quang phổ nghiên cứu các lỗ rỗng và khiếm khuyết trong chất rắn - để tiết lộ rằng các lớp Titania có độ xốp cao. 

"Bản chất xốp này cho phép chúng tôi tiếp cận với diện tích bề mặt lớn. Chúng tôi tin rằng điều này sẽ mang lại hiệu quả sử dụng pin mặt trời cao khi kết hợp với các công nghệ hiện có" - McMillan nói.

Ngoài ra, phương pháp sản xuất mới dễ dàng mở rộng quy mô, cũng mở ra cơ hội sản xuất màng Titania chi phí thấp một cách bền vững. Đồng thời, các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc để tăng hiệu suất và tính ổn định của pin mặt trời bằng cách sử dụng các loại thuốc nhuộm khác nhau và điều chỉnh độ xốp của các lớp Titania.

Công nghệ chế tạo pin từ… virus có gì đặc biệt?(VietQ.vn) - Đây là công nghệ sử dụng các loại virus để tạo ra các điện cực dương và âm của thỏi pin - một bước đột phá kỹ thuật hứa hẹn sẽ làm giảm độc tính của quy trình sản xuất pin và tăng hiệu suất của chúng.

Quang Tông (Theo Techxplore)