Пока некоторые исследователи продолжают усовершенствовать топливные элементы на метаноле, Sandia National Labs, известная своим бережным отношением к самому доступному источнику бесплатной энергии – Солнцу, продолжает удивлять просвещенное человечество новыми разработками. На этот раз в лаборатории разработали технологию, позволяющую преобразовывать энергию солнечного света, направив ее на разрыв химической связи водорода и кислорода воды, превращая ее в водород и кислород.
В основе технологии лежат органические нанотрубки с неорганическим катализатором. Уже к 2006 году в Sandia надеются разработать первые прототипы солнечных батарей нового типа, на входе которых будет вода и солнечный свет, а на выходе – водород и кислород. Поскольку исследование Sandia направлено в первую очередь на поиск надежных источников альтернативных видов топлива, а, как известно, водород уже давно находится в фокусе внимания автопроизводителей. Впрочем, уже есть разработки, направленные на использование водорода для питания портативных электронных устройств (например, FEPC), так что солнечные батареи Sandia, если им суждено быть успешными, прекрасно дополнят подобные разработки.
Теперь немного технических деталей. В основе органических нанотрубок Sandia, по данным источника, лежит белок порфирин (porphyrin), используемый для транспортировки электронов в реакциях с гемоглобином, а принцип действия аналогичен механизму фотосинтеза. Для того, чтобы «собрать» порфириновую нанотрубку в неестественных условиях, был приготовлен водный раствор, в котором присутствовали ионы порфирина противоположного заряда. Ионы создавались присоединением атомов металла к молекулам порфирина, что, во-первых, обеспечивало разный заряд, необходимый для «самосборки», во-вторых, автоматически обеспечивалось присутствие катализатора (платины), и, в-третьих, позволило добавить достаточное количество атомов металла для электронного соединения нанотрубок друг с другом.
Источник отмечает, что другие исследовательские группы уже предпринимали попытки преобразования солнечного света в энергию химических реакций, однако, макроскопические устройства до сих пор оставались чрезвычайно неэффективными. Исследователи в Sandia надеются, что миниатюризация таких устройств до наноскопических масштабов, «мимикрирующая» природные фотосинтетические ячейки, позволит добиться лучшей эффективности – ведь в природе-то все работает.