Солнечные батареи в их нынешнем виде скоро уйдут в небытие, как пережиток прошлого. В этом уверен доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической физики и волновых процессов Волгоградского государственного университета Анатолий Иванов. На смену тяжелым, громоздким и дорогим уже на стадии производства солнечным панелям придут тонкие пленки и особая краска, способные преобразовывать солнечную энергию в электрическую гораздо эффективнее.

Хлорофилл вам в помощь!

Технологии будущего будут во многом копировать природу, и станут похожи на биологические системы, утверждает профессор Иванов. К примеру, уже сейчас ведутся работы по разработке квантового компьютера, который будет работать по принципу нейронной цепи в головном мозге человека. Это не прихоть "яйцеголовых". Просто выяснилось, что нейронная цепь человеческого мозга может переносить информацию из одного участка в другой эффективнее и быстрее самых совершенных современных компьютеров, вот и хотят придать электронным "мозгам" ускорение. Так и до создания искусственного интеллекта недалеко. В качестве "побочного эффекта".

Логично, что в поисках наиболее эффективного преобразователя солнечной энергии ученые обратили внимание на хлорофилл, который есть в любом зеленом листе.

— Да-да, растения тоже могут вырабатывать электроэнергию, это доказано, — говорит Анатолий Иванов. — Просто мы пока не умеем эффективно это использовать. Сжигаем углеводороды, загрязняем планету и портим климат, вместо того, чтобы получать чистую энергию. А скоро вместо нефти, газа и нынешних громоздких, дорогих и малоэффективных солнечных батарей во всем мире будут использовать органические фотопреобразователи на тонких пленках и в виде органических красителей.

Широко используемые в наше время коммерческие методы получения фотоэлектрической энергии с использованием тонкопленочных технологий на основе кремния стоят дорого, так как процесс напыления производится в вакууме. Поэтому сегодня ученые во всем мире занимаются разработкой инновационных технологий и открытием новых материалов, чтобы сократить расходы на производство фотоэлектрической энергии. Это похоже на гонку вооружений или космическую гонку за первенство на Луне: кто первый получит способ производить дешевую и чистую биоэнергию, тот получит и огромную прибыль.

Российские и белорусские ученые, обмениваясь данными в рамках общего научного гранта, сейчас опробуют в своих экспериментах по фотовольтанике молекулы порферина, которые есть в составе хлорофилла. В том, чтобы синетезировать порферин, никаких особых сложностей нет. Но, не исключает профессор Иванов, возможно "солнечные краски" и пленки будущего будут составлены вовсе не из порферина, а из других элементов, если удастся найти более эффективные преобразователи солнечной энергии.

Представьте себе: покрасили стены и крышу дома особой "солнечной" краской и работайте спокойно за компьютером, не платя за свет! Электроэнергию будет вырабатывать краска.

Электростанция, работающая на петрушке

Между прочим, свои работы в этом направлении ведут и в Казахстане. Там научные сотрудники Жетысуского государственного университета имени И. Жансугурова в Алматинской области предложили вырабатывать электричество из привычных всем растений, к примеру, петрушки. Биофизическая установка уже получила название — Фитоэлектростанция-1. Она позволяет получать экологический чистый электрический ток из любого живого растения.

Презентованный небольшой опытный образец биоустройства электричество вырабатывает из обыкновенной петрушки. Такая фитоэлектростанция не имеет аналогов в мировой практике.

Рассчитано, что экономически выгодный проект не требует слишком уж больших капиталовложений. Установкой, смонтированной на участке, площадью 250 гектаров, можно будет снабжать энергией целый населенный пункт, с пятитысячным населением.

В то же время американские микробиологи предлагают использовать вместо электрогенератора болотную ряску. Ученым удалось обнаружить удивительные разновидности микроорганизмов, способные питаться отходами, вырабатывая взамен электрический ток. Результаты этих исследований были представлены на конференции Американского общества микробиологов (American Society for Microbiology). Так называемая десульфитобактерия может питаться даже ядохимикатами. Пока у этих микроорганизмов есть пища, они способны поставлять энергию 24 часа в сутки 7 дней в неделю.

Японцы решают проблему дешевой электроэнергии проще. Они нашли способ сделать электроэнергию вообще бесплатной. Японская железнодорожная компания East Japan Railway (JR-East) тестирует систему, которая собирает электричество, вырабатываемое людьми при прохождении через билетные турникеты. Электроэнергию вырабатывают пьезоэлементы, расположенные в полу. Компания надеется, что энергии хватит, чтобы обеспечить все нужды автономных остановочных пунктов.

Вообще считается, что мировая энергетика может полностью "позеленеть" к 2030 году. И тогда не нужны будут уголь, нефть и газ. Все источники энергии станут чистыми и возобновляемыми. Но в данном случае прогрессу мешает не столько несовершенство технологий (наука и техника как раз развиваются очень быстро), сколько политика и миллиарды долларов, завязанные на продаже углеводородов.

Молекулярная электроника

Группа ученых Волгоградского государственного университета под руководством профессора Анатолия Иванова разработала компьютерную программу, позволяющую моделировать динамику сверхбыстрого фотоиндуцированного переноса заряда.

— Если говорить совсем просто: по молекуле ударяют одним фотонным импульсом, а второй такой же импульс пускают с задержкой, чтобы измерить изменения, происходящие в молекулах под действием света, — рассказал профессор. — Для проведения такого рода исследований нужны специфические лазеры. Это — фундаментальные исследования, которые открывают целый ряд новых возможностей для человечества. Мы впервые смогли увидеть, как ведут себя отдельные молекулы во время определенных химических превращений. До сих пор большая часть химических экспериментов проходила для человечества, словно в черном ящике фокусника: сливаем вместе два раствора, а на выходе получаем нечто третье. А что там происходит в процессе самого преобразования, было нам неведомо. Теперь у нас появилась возможность узнать все до мельчайших подробностей.

Помимо создания новых "солнечных" красок и пленок, эти фундаментальные исследования могут продвинуть такую новую отрасль науки как молекулярная электроника. Компьютеры будущего будут не просто гораздо более мощными и более компактными, если это нужно для определенной цели. Компьютеры будущего станут работать на новых принципах. В качестве элементов электроники будут выступать отдельные элементы. А сами компьютеры станут работать, как мозг живых существ, пишет Свободная Пресса.

Источник: kt.kz