باتری‌های جدید خورشیدی با قابلیت بازیابی اتوماتیک

جان هونگ چوی، یکی از مهندسان مکانیک و استادیار دانشگاه Purdue ‌می‌گوید: ما به منظور برداشت و بهره‌برداری از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به نیروی برق با استفاده از ریز مواد نوری فتوسیستم‌های مصنوعی تولید کرده‌ایم. در این نوآوری از خواص غیرمعمول الکتریکی ساختارهایی که تحت عنوان نانوتیوب‌های کربنی تک‌جداره شناخته می‌شوند بهره‌برداری شده و از آنها به عنوان سیم‌های ملکولی در سلول‌های جمع‌آوری‌کننده نور استفاده می‌شود. این نگرش نویدبخش صنعتی‌سازی ابداع جدید است. البته نباید فراموش کنیم که هنوز در مراحل ابتدایی تحقیقات قرار داریم.

سلول (باتری‌)‌‌های فتوالکتریکی ـ شیمیایی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند و برای انتقال الکترون‌ها و تولید جریان از یک مایع هادی الکتریسیته (الکترولیت)‌ استفاده می‌کنند. این باتری‌ها حاوی رنگ‌های جاذب نور به نام کروموفور هستند که ملکول‌هایی شبیه به کلروفیل بوده و در مقابل نور خورشید تنزل می‌یابند. یکی از بزرگ‌ترین معایب باتری‌های فتوالکتریکی ـ شیمیایی در حال حاضر همین افت انرژی و تخریب آنهاست.

در تکنولوژی جدید این مشکل با تعویض مداوم ملکول‌های رنگی آسیب‌دیده در اثر نور براحتی حل شده است. این نوع جدید خود بازسازی در گیاهان هر ساعت انجام می‌شود. این مفهوم جدید می‌تواند ساخت نوع جدیدی از باتری‌های فتوالکتریکی ـ شیمیایی که بتوانند به طور مداوم و با تمام ظرفیت تا زمانی که کروموفورم‌های جدید اضافه می‌شوند به کار خودادامه دهند میسر کند. نانوتیوب‌های کربن وسیله‌ای برای ثبات رشته‌های DNA هستند. DNA ها به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که توالی خاصی از بلاک‌های سازنده به نام نوکلئوتیدها را به نمایش می‌گذارند. این خصوصیت آنها را قادر می‌سازد کروموفورها را شناسایی کرده و به آنها بچسبند.

DNA ملکول‌های رنگی را شناخته و پس از آن سیستم خودبه‌خود به حالت خودمونتاژ درمی‌آید. زمانی که کروموفورها آماده جایگزینی شدند ممکن است توسط یک فرآیند شیمیایی یا اضافه کردن رشته‌های جدید DNA‌ حاوی نوکلئوتیدهای متفاوت جابه‌جایی کرموفورهای آسیب‌دیده آغاز شود. به این ترتیب در این تکنولوژی به منظور تقلید فرآیند طبیعی انجام گرفته در گیاهان بازشناسی ملکولی و شبه‌پایداری ترمودینامیکی یا توانایی سیستم در فروپاشی و بازیابی مجدد مورد توجه قرار گرفته است.