פיתוח חדש: תאים סולאריים העשויים מחלקיקי עץ

צמחים משמשים השראה להמצאות מדעיות רבות. יכולתם של שיחים להתפתח ולבצע תהליכים שונים ללא האמצעים העומדים לרשות האדם מציתה את הדימיון, ועתה נראה כי רעיון מטורף חדש שנובע מהניסיון לחקות את הטבע עשוי להיות המפתח לעתיד תחום האנרגיה ה"ירוקה".

מדענים מהמרכז לפוטוניקה ואלקטרוניקה אורגניות במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה ומבית הספר להנדסת חומרים באוניברסיטת פרדו פיתחו טכנולוגיה לייצור תאים סולאריים אורגניים מאחד החומרים הנפוצים ביותר בטבע – תאית. תאית היא החומר ממנו עשויים חלקים רבים בצמחים, כולל עלים וגזעי עצים, והיא נחשבת לחומר עמיד ביותר אך יחד עם זאת מתכלה וידידותי לסביבה. ע"י שימוש בצורה שלה המכונה ננו-קריסטלים, או בקיצור CNC (ר"ת של Cellulose Nanocrystal) כמצע, הצליחו החוקרים ליצור תאים סולאריים העשויים מחומרים ברי מחזור בלבד. זאת בניגוד לטכנולוגיות קודמות, שהתבססו על זכוכית או פלסטיק, שאינם חומרים טבעיים ואינם מתכלים.

למעלה: השלבים של פירוק ומחזור התאים האורגניים.
למטה: תא סולארי אורגני נשרף ומתכלה בפחות מ-2 שניות

התאים האורגניים שיצרו החוקרים ממירים אנרגיה ביעילות של 2.7% – רמה נמוכה למדי אך גבוהה בהרבה מכפי שהושג ע"י שימוש בחומרים ידידותיים לסביבה עד כה. לשיעור זה מגיעים התאים בזכות העובדה ששכבת התאית המשמשת כמצע שקופה, בדומה לשכבתו החיצונית של עלה, ומאפשרת לאור לעבור בקלות אל המעגל החשמלי המוצמד אליה. עם זאת, הטכנולוגיה עוד רחוקה מבשלות וצפויה להגיע לייצור מסחרי רק לקראת סוף העשור הנוכחי במקרה הטוב.

פרופסור ברנרד קיפלן, מנהל המרכז לפוטוניקה ואלקטרוניקה אורגניות ב-Giorgia Tech ומוביל המחקר, הסביר את האתגר שמנסה הפרויקט לפצח: "פיתוחם וביצועיהם של מצעים אורגניים (לשימוש) בטכנולוגיה סולארית ממשיכים להשתפר, ומספקים למהנדסים סימני דרך לעבר יישומים עתידיים. אך על תאים סולאריים אורגניים להיות ברי מחזור. אחרת זהו פיתרון לבעיה אחת – התלות בדלקים מאובנים, תוך יצירת בעיה אחרת – טכנולוגיה המייצרת אנרגיה ממקורות מתחדשים אך אינה מתכלה בתום מחזור השימוש". לדבריו, "הצעדים הבאים שלנו יהיו לעבוד על מנת לשפר את יעילות המרת האנרגיה (של התאים האורגניים) אל מעבר ל-10%, רמה הדומה לזו של תאים סולאריים המיוצרים על מצעי זכוכית או נפט (פלסטיק)".

(מקור)