MIT利用活體病毒改造碳納米管太陽能電池
發布時間:2011-05-05 來源:SEMI
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美國麻省理工學院(MIT)的研究人員表示,活體病毒可用於將高導電性碳納米管安裝到染料敏化太陽能電池(dye sensitized solar cells)的正極結構中,電池效率可因此提高幾乎三分之一。
染料敏化太陽能電池為一種光電化學係統,是由位於光敏正極與電解質之間的半導體元件材料製成的。覆蓋著染料的納米二氧化鈦(titanium dioxide)會吸收太陽光,並將電子釋放到正極中。然後那些電子會被收集起來用以驅動負載,然後經由負極回到電解質中,如此不斷循環。MIT研究人員表示,通過病毒使碳納米管和正極交織在一起,就能將染料敏化太陽能電池的轉換效率由8%以下,提高到10.6%以上。
該研究團隊是由MIT教授Angela Belcher所率領,成員包括博士研究生Xiangnan Dang與Hyunjung Yi ,以及另外兩位教授Paula Hammond與Michael Strano 。
Belcher此前已經證實了一種名為M13的病毒,可刺激“氫經濟(hydrogen economy)”並bing催cui生sheng薄bo膜mo電dian池chi。而er該gai團tuan隊dui的de最zui新xin研yan究jiu成cheng果guo,則ze是shi首shou次ci利li用yong病bing毒du來lai分fen離li出chu太tai陽yang能neng電dian池chi內nei的de納na米mi管guan,以yi避bi免mian納na米mi管guan凝ning集ji一yi成cheng團tuan或huo導dao致zhi短duan路lu。 每個病毒可以在約有300個肽分子(peptide molecules)的一個區域內,吸附10個納米管,然後這種經過基因工程改造的病毒會分泌出二氧化鈦塗層。
如果這種新技術實驗室以外的地方也能成功,這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規模達1,560億美元的微生物技術產品市場。根據市場研究機構BCC Research的預測,該市場規模在2016年還可成長至2,590億美元以上。
所謂的微生物技術產品,包括天然酵母、釀造啤酒,以及諸如MIT所研發的M13基因工程微生物,可應用在胰島素、生物柴油以及冶金產品(metallurgical products.)等。
M13病毒由一條標準DNA序列(圖右方的線圈)組成,上麵吸附著在碳納米管(灰色),並將其維持在固定位置。而附著在染料分子(紅色)上的二氧化鈦塗層(黃色) ,則環繞著病毒與碳納米管。
Belcher表示,MIT所研發的這項新技術,隻需在染料敏化太陽能電池的工藝中添加一個簡單的步驟,也能適用其他類型的有機與量子點(quantum-dot)技術太陽能電池。
- 美國麻省理工學院的研究人員表示活體病毒可提高幾乎三分之一的電池效率
- 這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規模達1,560億美元的微生物技術產品市場
美國麻省理工學院(MIT)的研究人員表示,活體病毒可用於將高導電性碳納米管安裝到染料敏化太陽能電池(dye sensitized solar cells)的正極結構中,電池效率可因此提高幾乎三分之一。
染料敏化太陽能電池為一種光電化學係統,是由位於光敏正極與電解質之間的半導體元件材料製成的。覆蓋著染料的納米二氧化鈦(titanium dioxide)會吸收太陽光,並將電子釋放到正極中。然後那些電子會被收集起來用以驅動負載,然後經由負極回到電解質中,如此不斷循環。MIT研究人員表示,通過病毒使碳納米管和正極交織在一起,就能將染料敏化太陽能電池的轉換效率由8%以下,提高到10.6%以上。
該研究團隊是由MIT教授Angela Belcher所率領,成員包括博士研究生Xiangnan Dang與Hyunjung Yi ,以及另外兩位教授Paula Hammond與Michael Strano 。
Belcher此前已經證實了一種名為M13的病毒,可刺激“氫經濟(hydrogen economy)”並bing催cui生sheng薄bo膜mo電dian池chi。而er該gai團tuan隊dui的de最zui新xin研yan究jiu成cheng果guo,則ze是shi首shou次ci利li用yong病bing毒du來lai分fen離li出chu太tai陽yang能neng電dian池chi內nei的de納na米mi管guan,以yi避bi免mian納na米mi管guan凝ning集ji一yi成cheng團tuan或huo導dao致zhi短duan路lu。 每個病毒可以在約有300個肽分子(peptide molecules)的一個區域內,吸附10個納米管,然後這種經過基因工程改造的病毒會分泌出二氧化鈦塗層。
如果這種新技術實驗室以外的地方也能成功,這種納米管增強型太陽能電池將可進軍2011年估計規模達1,560億美元的微生物技術產品市場。根據市場研究機構BCC Research的預測,該市場規模在2016年還可成長至2,590億美元以上。
所謂的微生物技術產品,包括天然酵母、釀造啤酒,以及諸如MIT所研發的M13基因工程微生物,可應用在胰島素、生物柴油以及冶金產品(metallurgical products.)等。
M13病毒由一條標準DNA序列(圖右方的線圈)組成,上麵吸附著在碳納米管(灰色),並將其維持在固定位置。而附著在染料分子(紅色)上的二氧化鈦塗層(黃色) ,則環繞著病毒與碳納米管。
Belcher表示,MIT所研發的這項新技術,隻需在染料敏化太陽能電池的工藝中添加一個簡單的步驟,也能適用其他類型的有機與量子點(quantum-dot)技術太陽能電池。
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