MIT利用活体病毒改造碳纳米管太阳能储能电池

美国麻省理工学院(MIT)的研究人员表示，活体病毒可用于将高导电性碳纳米管安装到染料敏化太阳能电池(dyesensitizedsolarcells)的正极结构中，电池效率可因此提高几乎三分之一。

染料敏化太阳能电池为一种光电化学系统，是由位于光敏正极与电解质之间的半导体元件材料制成的。覆盖着染料的纳米二氧化钛(titaniumdioxide)会吸收太阳光，并将电子释放到正极中。然后那些电子会被收集起来用以驱动负载，然后经由负极回到电解质中，如此不断循环。MIT研究人员表示，通过病毒使碳纳米管和正极交织在一起，就能将染料敏化太阳能电池的转换效率由8%以下，提高到10.6%以上。

该研究团队是由MIT教授AngelaBelcher所率领，成员包括博士研究生XiangnanDang与HyunjungYi，以及另外两位教授paulaHammond与MichaelStrano。

Belcher此前已经证实了一种名为M13的病毒，可刺激“氢经济(hydrogeneconomy)”并催生薄膜电池。而该团队的最新研究成果，则是首次利用病毒来分离出太阳能电池内的纳米管，以防止纳米管凝集一成团或导致短路。每个病毒可以在约有300个肽分子(peptidemolecules)的一个区域内，吸附10个纳米管，然后这种经过基因工程改造的病毒会分泌出二氧化钛涂层。

假如这种新技术实验室以外的地方也能成功，这种纳米管增强型太阳能电池将可进军2011年估计规模达1,560亿美元的微生物技术产品市场。根据市场研究机构BCCResearch的预测，该市场规模在2016年还可成长至2,590亿美元以上。

所谓的微生物技术产品，包括天然酵母、酿造啤酒，以及诸如MIT所研发的M13基因工程微生物，可应用在胰岛素、生物柴油以及冶金产品(metallurgicalproducts.)等。

M13病毒由一条标准DNA序列(图右方的线圈)组成，上面吸附着在碳纳米管(灰色)，并将其维持在固定位置。而附着在染料分子(红色)上的二氧化钛涂层(黄色)，则环绕着病毒与碳纳米管(图片来源：MattKlug,BiomolecularMaterialsGroup,MIT)

Belcher表示，MIT所研发的这项新技术，只需在染料敏化太阳能电池的工艺中添加一个简单的步骤，也能适用其他类型的有机与量子点(quantum-dot)技术太阳能电池。