Новый тип солнечных элементов на ионном токе может стать основой интерфейса «мозг-компьютер»

Соединение светочувствительных красителей с обычными пластиковыми мембранами в сочетании с водой позволило химикам из Калифорнийского университета в Ирвайне (UCI) создать новый тип солнечных элементов. Устройство похоже на уже знакомые нам кремниевые фотоэлектрические ячейки, но, в то же время,

Соединение светочувствительных красителей с обычными пластиковыми мембранами в сочетании с водой позволило химикам из Калифорнийского университета в Ирвайне (UCI) создать новый тип солнечных элементов. Устройство похоже на уже знакомые нам кремниевые фотоэлектрические ячейки, но, в то же время, фундаментально отличается от них: электричество в нем производится не электронами, а в результате движения ионов.

Изобретение получило название «синтетический, светопроводной протонный насос» и благодаря использованию технологии ионного тока, открываются дополнительные возможности применения его в качестве опреснителя морской воды.

«Материалы, используемые для изготовления такого устройства очень дешевые, - отмечает доцент химии UCI Шэйн Ардо. - Речь идет об обычном полиэтилене, светопоглощающих молекулах красителей и воде».

В лаборатории доцента Ардо группа исследователей разработала систему, основанную на двойных слоях, покрытых светочувствительным красителем двойных слоях и ионопроводящих мембранах. Под воздействием луча лазера, который имитирует солнечный свет, краситель выделяет ионы. Положительно заряженные фотоны, также известные как катионы, проходят через один слой, в то время как отрицательно заряженные гидроксид-ионы, или анионы – через другой. Эти светочувствительные мембраны создают напряжение в среднем 60 милливольт, но иногда оно может подниматься до 100 милливольт.

«Результаты нашей работы представляют определенный прогресс в деле создания устройства, которое сможет непосредственно преобразовывать солнечный свет в ионный ток. Это к тому же позволяет осуществлять опреснение морской воды», - говорит Ардо.

В своих публичных выступлениях автор исследования часто, подымая обычную пластиковую бутылку для воды, говорил: «Что если поместить эту емкость в океан, подержать ее под солнцем около часа, а после этого пить оказавшуюся там воду? Такая перспектива выглядит революционно».

По словам одного из работников лаборатории UCI Уильяма Уайта, ученые на протяжении десятилетий со скромными успехами пытались изобрести генератор, вырабатывающий энергию за счет движения ионов.

«Были и такие эксперименты, как например, в 1980-х гг., когда ионный ток пропускали через светочувствительные материалы, - рассказал Уайт. - Согласно теоретическим исследованиям, потоки ионов могут достигать уровня, аналогичного электронам, но ни один из таких потоков не работал настолько хорошо».

Ученые рассматривают возможность использования дополнительных инструментов управления новой технологией, в том числе в рамках интерфейса системы «мозг-компьютер». Сделанные на основе кремния устройства и водная среда не смешиваются. В то же время такие гибкие, проницаемые для жидкости структуры, могут однажды открыть миру способ интеграции живых тканей с искусственными компонентами.

Читайте также: Тонкопленочные фотоэлементы получили новый рекордный КПД

Источник: news.uci.edu