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 „Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz
08.12.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Die Zukunft der grünen Gentechnik
08.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie