کاربرد جلبک‌ها برای ساخت پنل‌های خورشیدی

‌می‌متالز - دانشمندان جلبک‌های تک سلولی را به مواد پروسکیت عملکردی تبدیل کرده‌اند که می‌توان پوسته‌های معدنی جلبک‌ها را به پروسکیت‌های هالید سرب با خصوصیات فیزیکی قابل تنظیم تبدیل کرد.

به گزارش می‌متالز، دانشمندان جلبک‌های تک سلولی را به مواد پروسکیت عملکردی تبدیل کرده‌اند. این تیم به رهبری دانشمندان دانشگاه صنعتی درسدن، پوسته‌های معدنی جلبک‌ها را به پروسکیت‌های هالید سرب با خصوصیات فیزیکی قابل تنظیم تبدیل کرد.

این پروسکیت‌های جدید دارای ساختار نانومعماری منحصر به فردی هستند که با روش‌های تولیدمصنوعی معمول، قابل سنتز نیستند. این روش را می‌توان برای تولید انبوه پرووسکیت‌ها با خواص ساختاری و الکترو نوری قابل تنظیم از ارگانیسم‌های تک سلولی استفاده کرد.

این نتایج در قالب مقاله‌ای با عنوان “جذب جلبک‌های تک سلولی برای تولید انبوه پروسکیت‌های نانوساختار” در مجله Advanced Science منتشر شد.

پروسکیت‌ها موادی هستند که به دلیل خاصیت الکتریکی، نوری و فوتونیک قابل توجه، به طور فزاینده‌ای برای طیف گسترده‌ای از کاربرد‌ها محبوب هستند.

مواد پروسکیتی پتانسیل انقلابی در زمینه‌های انرژی خورشیدی، حسگری و تشخیص، فوتوکاتالیست، لیزر‌ها و سایر موارد دارند.

با تغییر ترکیب شیمیایی و معماری داخلی، از جمله توزیع و جهت‌گیری ساختار کریستالی آن‌ها، می‌توان خواص پروسکیت‌ها را برای کاربرد‌های خاص تنظیم کرد.

در حال حاضر، توانایی تأثیرگذاری بر این خصوصیات با روش‌های تولید فعلی به طور گسترده‌ای محدود است.

این گروه تحقیقاتی از دانشگاه صنعتی درسدن در آلمان توانستند با استفاده از سال‌ها تکامل این موجودات تک سلولی، پروسکیت‌ها را با نانو معماری منحصر به فرد و خصوصیات کریستالی جلبک‌ها ایجاد کنند.

ارگانیسم‌های تک سلولی بیش از صد‌ها میلیون سال به طیف گسترده‌ای از عوامل محیطی مانند دما، pH و استرس مکانیکی پاسخ داده‌اند. در نتیجه، برخی از آن‌ها برای تولید مواد زیستی کاملاً منحصر به فرد که منحصر به طبیعت هستند، تکامل یافته اند.

مواد معدنی تشکیل شده توسط ارگانیسم‌های زنده اغلب ویژگی‌های ساختاری و کریستالوگرافی را نشان می‌دهند که بسیار فراتر از ظرفیت‌های تولیدی است که توسط روش‌های مصنوعی فعلی ارائه می‌شود.

این تیم روی L. granifera، نوعی جلبک که از کلسیت برای تشکیل پوسته استفاده می‌کند، متمرکز شد. پوسته‌های کروی آن‌ها دارای معماری کریستالی منحصر به فرد هستند.

کریستال‌ها به صورت شعاعی تراز می‌شوند و این بدان معنی است که آن‌ها از مرکز کره به بیرون پخش می‌شوند. روش‌های تولید فعلی پروسکیت‌ها قادر به تولید موادی مانند این نیستند.

برای تبدیل پوسته‌های معدنی طبیعی جلبک‌ها به پروسکیت‌های عملکردی، این تیم مجبور شد عناصر شیمیایی را در کلسیت جایگزین کند.

برای انجام این کار، آن‌ها روشی را که توسط همکاران خود در انستیتوی آمولف در آمستردام ایجاد شده بود، مورد استفاده قرار دادند.

در طول کار دانشمندان با تغییر آرایش شیمیایی مواد قادر به تولید انواع مختلفی از معماری‌های کریستالی بودند.

به این ترتیب، آن‌ها می‌توانند خصوصیات الکترو نوری خود را تنظیم کنند. این تیم با تبدیل پوسته‌های کلسیت برای هدایت هالید‌ها با ید، برمید یا کلرید، می‌توانند پروسکیت‌های کاربردی ایجاد کنند که بهینه شده‌اند تا فقط نور قرمز، سبز یا آبی را منتشر کنند.