MIT利用活體病毒改造碳納米管太陽(yáng)能電池

　　美國麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員表示，活體病毒可用于將高導電性碳納米管安裝到染料敏化太陽(yáng)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(yáng)能電池為一種光電化學(xué)系統，是由位于光敏正極與電解質(zhì)之間的半導體元件材料制成的。覆蓋著(zhù)染料的納米二氧化鈦(titanium dioxide)會(huì )吸收太陽(yáng)光，并將電子釋放到正極中。然后那些電子會(huì )被收集起來(lái)用以驅動(dòng)負載，然后經(jīng)由負極回到電解質(zhì)中，如此不斷循環(huán)。MIT研究人員表示，通過(guò)病毒使碳納米管和正極交織在一起，就能將染料敏化太陽(yáng)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A(yíng)ngela Belcher所率領(lǐng)，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(jīng)證實(shí)了一種名為M13的病毒，可刺激“氫經(jīng)濟(hydrogen economy)”并催生薄膜電池。而該團隊的最新研究成果，則是首次利用病毒來(lái)分離出太陽(yáng)能電池內的納米管，以避免納米管凝集一成團或導致短路。 每個(gè)病毒可以在約有300個(gè)肽分子(peptide molecules)的一個(gè)區域內，吸附10個(gè)納米管，然后這種經(jīng)過(guò)基因工程改造的病毒會(huì )分泌出二氧化鈦涂層。

　　如果這種新技術(shù)實(shí)驗室以外的地方也能成功，這種納米管增強型太陽(yáng)能電池將可進(jìn)軍2011年估計規模達1,560億美元的微生物技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)。根據市場(chǎng)研究機構BCC Research的預測，該市場(chǎng)規模在2016年還可成長(cháng)至2,590億美元以上。

　　所謂的微生物技術(shù)產(chǎn)品，包括天然酵母、釀造啤酒，以及諸如MIT所研發(fā)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(chǎn)品(metallurgical products.)等。

　　M13病毒由一條標準DNA序列(圖右方的線(xiàn)圈)組成，上面吸附著(zhù)在碳納米管(灰色)，并將其維持在固定位置。而附著(zhù)在染料分子(紅色)上的二氧化鈦涂層(黃色) ，則環(huán)繞著(zhù)病毒與碳納米管。

　　Belcher表示，MIT所研發(fā)的這項新技術(shù)，只需在染料敏化太陽(yáng)能電池的工藝中添加一個(gè)簡(jiǎn)單的步驟，也能適用其他類(lèi)型的有機與量子點(diǎn)(quantum-dot)技術(shù)太陽(yáng)能電池。