Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vorbild Natur: Selbstheilende Solarzellen vorgestellt

06.09.2010
MIT-Forscher imitieren mit Chemie und Nanotechnologie Pflanzen

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben mikroskopisch kleine Solarzellen entwickelt, die über erstaunliche Fähigkeiten verfügen. Sie können sich sowohl selbst zusammenbauen als auch selbst reparieren. Als Vorbild diente - wie so oft bei wissenschaftlichen Durchbrüchen - die Natur.

"Ich war beeindruckt über die effizienten Selbstreparaturmechanismen von Pflanzenzellen", erzählt Michael Strano, Professor für Chemieingenieurswesen am MIT und Leiter des Projekts.

Die mikroskopischen Solarzellen basieren im wesentlichen auf einem Chemiecocktail mit Nanokomponenten. Synthetische, von den Forschern "Phospholipide" genannte Moleküle bilden mikroskopisch kleine Scheiben, an denen Moleküle mit der Fähigkeit, Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln, andocken. Die Kombination aus Phospholipiden und Licht umwandelnden Molekülen nennen die Wissenschaftler Reaktionszentren.

Chemikalien sorgen für Zerfall und Zusammenbau

Die Reaktionszentren befinden sich in einer Lösung, wo sie sich an hohle Kohlenstoff-Nanoröhren heften, welche die Strom produzierenden Teilchen einheitlich ausrichten, wodurch alle gleichzeitig dem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Über die Kohlenstoff-Nanoröhren werden die in der Lösung frei werdenden Elektronen schließlich kanalisiert.

Um die Selbstreparaturfähigkeiten der winzigen Solarzellen zu aktivieren, muss der Lösung mit den Nanoröhren schließlich noch eine Chemikalie beigemengt werden. Strano und sein Team verwendeten sogenannte Tenside, um die winzigen Solarzellen zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen.

Dabei handelt es sich um Chemikalien, wie sie unter anderem bei der Ölpest im Golf von Mexiko (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/100430019/) eingesetzt wurden, um Ölmoleküle aufzubrechen. Werden sie der Lösung hinzugefügt, spalten sich die winzigen Solarzellen in ihre Einzelteile auf. Werden die Tenside wieder aus dem Cocktail entfernt, so bauen sich die winzigen Solarzellen selbsttätig wieder zusammen.

Sonnenlicht zerstört normale Solarzellen langsam

"Im Grunde imitieren wir Tricks, welche die Natur über Jahrmillionen entwickelt hat", sagt Strano und verweist darauf, dass Solarzellen im Einsatz stark beansprucht werden. Aggressive Sonnenstrahlung führe bei Einrichtungen, die sie sammeln sollen, immer zur Degeneration. Die Lebensdauer von herkömmlichen Solarzellen ist aus diesem Grund beschränkt.

Durch die selbstreparierende Solarzellen-Lösung wird dieses Problem umgangen. Das regelmäßige Zerlegen und Zusammensetzen der in der Lösung vorhandenen Komponenten sorgt dafür, dass die Licht sammelnden Elemente im Prinzip immer brandneu sind. Was den Faktor Effizienz anbelangt, sind die selbstreparierenden Solarzellen den derzeit effizientesten Modellen allerdings noch unterlegen. "Uns geht es vor allem darum, die Lebensspanne zu erhöhen. Vielleicht schaffen wir es irgendwann, unendlich lang haltbare Zellen zu machen", sagt Strano.

Dominik Erlinger | pressetext.deutschland
Weitere Informationen:
http://mit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Superkondensatoren aus Holzbestandteilen
24.05.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Was einen guten Katalysator ausmacht
24.05.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics