آخرين بروزرساني اين مطلب:
February 28, 2009 10:54 PM
گياهان، جلبك ها، و سيانوباكتريا (جلبك هاي آبي-سبز) در استفاده از انرژي خورشيدي در بين همه سرآمد هستند چرا كه مي توانند تقريبا تمام نور خورشيد جذب شده را به انرژي شيميايي تبديل كنند.
به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) و به نقل از ساينس ديلي، محققان ژاپني فرايندي را توسعه داده اند كه انرژي نور را با بازده تقريبا يكساني جذب مي كند. چنان كه آن ها در مجله ي Angewandte Chemie گزارش دادند، "سيم" مولكولي اي را به طور مستقيم به سامانه ي فتوسنتزيك زيست شناسيكي "متصل" كردند تا الكترون هاي آزاد را به طور كارآمدي به سمت الكترودي از جنس طلا هدايت كند.
بازده تبديل انرژي فتوولتائيك از عوامل مهم و حياتي كاربردهاي عملي تاسيسات خورشيدي است. به لحاظ نظري، هر فوتوني كه جذب مي شود بايد يك الكترون آزاد سازد. در حالي كه سلول هاي خورشيدي نوين از دست يابي به بازده بالا دور مانده اند، سامانه هاي فتوسنتزيك طبيعي تقريبا به 100 درصد مي رسند. براي بهبود بازده سامانه هاي تركيبي (سنتزيك)، آزمايشاتي انجام شدند كه در آن ها واحدهاي جذب نور زيست شناسيكي روي الكترودهايي، به عنوان لايه هاي نازك، قرار گرفتند. البته، در اين نوع سامانه به قدري انتقال الكترون ها از لايه ي جذب نور به درون مدار بي بازده است كه اغلب الكترون ها حتي به الكترود هدف منتقل نمي شوند.
راز موفقيت سامانه هاي نوري طبيعي در تناسب كامل تك تك اجزاء آن ها نهفته است. مولكول ها به طور دقيق در كنار هم قرار مي گيرند، مانند دو شاخه ها و پريزها، و مي توانند مستقيما و تقريبا بدون تلفات الكترون ها را عبور دهند. اين روش جديد كه توسط محققان ژاپني به كار گرفته شده است، هوشمندانه نورسامانه ي I (PSI) از جلبك هاي آبي-سبز را به دستگاهي تركيبي متصل مي كند. يكي از اجزاء مهم ترتيب انتقال الكترون PSI، ويتامين K1 است. محققان، ويتامين K1 را از ساختمان پروتئين PSI برداشتند و به جاي آن مشابه تركيبي اي قرار دادند.
اين تركيب از سه بخش تشكيل مي شود:
1- "اتصال" مولكولي يكسان كه ويتامين K1 با آن به ساختمان پروتئين (گروه ناپتوكوئينون) متصل مي شود و براي "اتصال" جزء الزامي تركيبي به PSI به كار مي رود؛
2- "سيم" مولكولي (زنجيره ي هيدروكربن) با طول يكسان با ويتامين K1 كه تضمين مي كند جزء الزامي از ساختمان پروتئين برآمدگي بيشتري داشته باشد؛ و
3- در انتهاي ديگر سيم، "اتصال" اضافي اي وجود دارد (گروه ويولوژن) كه مجموعه را محكم متصل مي كند به الكترود طلايي اي كه به شكل ويژه اي پوشيده شده است.
الكترون هاي آزاد شده توسط پرتوافكني PSI و منتقل شده در طول سيم، با بازده بسيار بالايي توسط گروه ويولوژن به سمت الكترود طلايي انتقال مي يابند.
امكان استفاده از اين تدبير فني جديد براي يكپارچه سازي ديگر اجزاء زيستي درون سامانه هاي تركيبي وجود دارد.
مقاله ي مرجع:
Nao Terasaki. Plugging a Molecular Wire into Photosystem I: Reconstitution of the Photoelectric Conversion System on a Gold Electrode. Angewandte Chemie International Edition, 2009, 48, 1585%u20131587 DOI: 10.1002/anie.200805748
|
