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马萨诸塞大学利用光合作用提高太阳能效率

国际太阳能光伏网  来源:网络  日期:2019-04-10
  马萨诸塞大学阿默斯特(Amherst)分校的化学家根据植物的光合作用发明了一种新的方法,可以让太阳能电力生产更有效率。
 
  该研究小组由Sankaran Thayumanavan领导,他是该大学“化学创新为未来加油” 研究中心 Fueling the Future Center for Chemical Innovation)的主任。他研究出一种新方法,利用树状大分子来复制光合作用的过程;树状大分子是高度枝化的非生物有机分子。
 
  树状大分子由众多分支组成,这些分支由相互连接的被称为聚合物的分子链组成。在树状大分子中,每个分子链会形成新链,反复聚合到单一的核心上,最终形成球状。
 
  树状大分子的分支使之可以大范围地吸收光子,向其聚合物分支相互连接的核心提供能量。在分子核心处的能量得以发散的,产生沿着聚合物链向分子偶极处移动的电子,产生电力。
 
  研究该聚合物的最终目标,是能够发现一种精湛的设计,来实现足够的捕获阳光的效率和无能量损失的电子转移。
 
  “我们的方法受到了大自然中植物利用能源方式的启发。经过数百万年的进化,大自然的植物能有效地捕获大量的能量,并可以短距离无损耗地进行传输,”Thayumanavan先生说。
 
  “在未来,光伏设备可能不再依赖于速度慢、效率低的人造半导体。我们的研究会带来更轻、更高效、可持续的光伏发电,”他补充说。
 
  该小组在一篇论文中发布了研究结果,论文的题目为:用于光伏技术的树状和线性大分子结构——光诱导电荷转移研究(Dendritic and Linear Macromolecular Architectures for Photovoltaics: A Photoinduced Charged Transfer Investigation)。该论文发表在期刊《美国化学会志》上。
 
  该杂志的编辑预测,该论文将改变未来光伏设备的设计方法。
 
  “通过科学发现的创新是社会进步的必要组成部分。要真正实现可持续的做法,必须利用更清洁的方法获取能源和更有效的方法来存储、分配和使用能源。”该杂志编辑说。
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