Среди проблем, стоящих перед учеными, работающими над искусственным фотосинтезом, одной из важнейших является относительно низкая эффективность решений, разработанных до сих пор. Там, где солнечные батареи обычно преобразуют солнечный свет в энергию с эффективностью около 20%, текущие технологии искусственного фотосинтеза не могут преодолеть порог выше 4–5%.
Фикобилипротеины — это белки, которые несут ответственность за поглощение света в клетках водорослей. Ученые нашли способ усилить их способность превращать захваченный света в энергию с помощью инкапсулированных красных водорослей в крошечных жидкокристаллических капельках длиной всего от 20 до 40 мкм.
Когда свет соприкасается с такой каплей, его изогнутые кромки вызывают то, что исследователи называют «эффектом шепчущей галереи», в котором свет движется по периметру и эффективно попадает в капли в течение длительного времени. Чем дольше свет остается внутри, тем выше процент улавливаемой энергии. Сгенерированные таким образом электроны могут быть захвачены с помощью электродов.
По словам ученых, такая методика увеличивает генерацию энергии в два-три раза по сравнению с необработанным белком водорослей. В пользу практического масштабирования технологии говорит то, что капельки могут быть произведены оптом и по низкой цене. Эти капли могут быть даже изготовлены в более крупных формах, чтобы связать водоросли, растущие в водной среде — таким образом можно получить плавучие генераторы энергии.
