البروتينات النباتية التي تعمل على الطاقة الشمسية

دلاً من استخدام السيليكون شبه الموصل تقوم البروتينات المستخرجة من النباتات بتحويل الضوء إلى كهرباء.

قام الفيزيائي أندرياس ميرشين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزملاؤه بتبسيط إنتاج الخلايا الشمسية النباتية حتى يتمكن أي مختبر من تصنيعها ويأمل ميرشين أن تتمكن هذه الألواح الشمسية البيولوجية من توفير الطاقة في الأماكن التي لا تتوفر فيها الكهرباء حاليًا.

تصنع النباتات السكريات باستخدام الطاقة من الشمس في عملية تسمى التمثيل الضوئي فتقوم مجمعات البروتين بتحويل الطاقة الضوئية إلى إلكترونات والتي تعمل على تشغيل مصانع إنتاج السكر في النبات.

يتم ضبط هذه البروتينات النباتية لتعظيم طاقة الشمس عمليًا حيث يتم تحويل كل ضوء الشمس الذي يضربها إلى إلكترونات وتكافح الألواح الشمسية التجارية لمطابقة هذه الكفاءة لأنها لا تستطيع امتصاص جميع الأطوال الموجية للضوء.

حصد ميرشين نوعًا واحدًا من مركب البروتين الذي يجمع الضوء من البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي معلقًا في محلول مثبت حافظ مركب البروتين الضوئي على شكله ووظيفته.

قام برسم محلول البروتين على شريحة زجاجية مغطاة بقضبان نانوية الحجم من أكسيد الزنك وهو مكون شائع في واقي الشمس تحتوي القضبان على بروتين أكثر من الأسطح المسطحة المستخدمة عادة لصنع الألواح الشمسية التي تقوم بالتمثيل الضوئي وهو ما يكفي لإعطاء اللوحة مساحة خضراء باهتة.

حولت الخلية الشمسية الحيوية حوالي 0.1% من طاقة الشمس إلى طاقة كهربائية أي أكثر كفاءة بـ 10000 مرة من الخلايا الشمسية الحيوية السابقة يقول ميرشين إن خلاياه الشمسية النباتية لن تتطابق أبدًا مع الألواح الشمسية التجارية ويضيف أنه حتى زيادة الكفاءة إلى 1% يمكن أن تجعل هذه الألواح التي تعمل بالطاقة النباتية مفيدة للأشخاص في العالم النامي الذين ليس لديهم كهرباء