(PhysOrg.com) -- Een team onder leiding van een onderzoeker van de North Carolina State University heeft aangetoond dat op watergel gebaseerde zonne-apparaten - "kunstmatige bladeren" - kunnen werken als zonnecellen om elektriciteit te produceren. De bevindingen bewijzen het concept voor het maken van zonnecellen die de natuur beter nabootsen. Ze hebben ook het potentieel om goedkoper en milieuvriendelijker te zijn dan de huidige standaarddrager:zonnecellen op basis van silicium.

De buigbare apparaten zijn samengesteld uit op water gebaseerde gel doordrenkt met lichtgevoelige moleculen - de onderzoekers gebruikten chlorofyl van planten in een van de experimenten - gekoppeld aan elektroden bedekt met koolstofmaterialen, zoals koolstof nanobuisjes of grafiet.

De lichtgevoelige moleculen worden "opgewonden" door de zonnestralen om elektriciteit te produceren, vergelijkbaar met plantenmoleculen die opgewonden raken om suikers te synthetiseren om te groeien, zegt NC State's Dr. Orlin Velev, Invista Professor of Chemical and Biomolecular Engineering en de hoofdauteur van een paper dat online is gepubliceerd in de Tijdschrift voor materiaalchemie waarin deze nieuwe generatie zonnecellen wordt beschreven.

Velev zegt dat het onderzoeksteam hoopt "te leren hoe de materialen na te bootsen waarmee de natuur zonne-energie gebruikt". Hoewel synthetische lichtgevoelige moleculen kunnen worden gebruikt, Velev zegt dat natuurlijk afgeleide producten - zoals chlorofyl - ook gemakkelijk in deze apparaten kunnen worden geïntegreerd vanwege hun water-gelmatrix.

Nu ze het concept hebben bewezen, Velev zegt dat de onderzoekers zullen werken aan het verfijnen van de op water gebaseerde fotovoltaïsche apparaten, waardoor ze nog meer op echte bladeren lijken.

"De volgende stap is om de zelfherstellende mechanismen van planten na te bootsen, "Zegt Velev. "De andere uitdaging is om de op water gebaseerde gel en lichtgevoelige moleculen te veranderen om de efficiëntie van de zonnecellen te verbeteren."

Velev stelt zich zelfs een toekomst voor waarin daken kunnen worden bedekt met zachte platen van soortgelijke elektriciteitsopwekkende kunstmatige bladzonnecellen.

"We willen in dit stadium niet te veel beloven, aangezien de apparaten nog steeds een relatief laag rendement hebben en er nog een lange weg te gaan is voordat dit een praktische technologie kan worden, " Zegt Velev. "Echter, wij geloven dat het concept van biologisch geïnspireerde 'zachte' apparaten voor het opwekken van elektriciteit in de toekomst een alternatief kan bieden voor de huidige solid-state-technologieën."