Sel Surya Mikro yang Bisa Memperbaiki Diri Sendiri

Para peneliti mendemonstrasikan sel-sel surya kecil yang dapat memperbaiki dirinya sendiri yang memperpanjang waktu penggunaannya.

Sel-sel tersebut menggunakan protein tanaman yang mengubah sinar matahari menjadi energi listrik.

Sel-sel tersebut merakit diri sendiri dari campuran protein-protein, tabung-tabung karbon sangat kecil dan materi lainnya.

Mekanisme memperbaiki diri sendiri ini yang diberitakan di Nature Chemistry bisa mengarah kepada sel-sel surya yang dapat bertahan lama.

Rancangan dan pengembangan sel surya merupakan salah satu bidang sains yang paling menggairahkan, sebagian dikarenakan sinar matahari merupakan sumber energi paling melimpah untuk bumi yang bisa diperbaharui.

Lebih dari itu, alam telah membuktikan bahwa sinar matahari bisa diambil dan diubah menjadi bentuk-bentuk energi lain dengan tingkat efisiensi tinggi dan mekanisme memperbaiki diri sendiri yang mengkompensasi sifat-sifat merusak sinar matahari.

"Sinar matahari sangat merusak ketika mengena oksigen," kata Michael Strano, seorang insinyur kimia Massachusetts Institute of Technology yang memimpin penelitian itu.

"Itu sebabnya mengapa kita menjadi tua, dan mengapa ketika plastik atau kertas yang terkena sinar matahari di luar menjadi pudar."

Campuran destruktif matahari dan oksigen mengindikasikan bahwa banyak sel surya terbaik di laboratorium yang mungkin tidak dapat bertahan dengan baik ketika digunakan, menurut penjelasan Profesor Strano yang dilansir oleh BBC News.

"Ada semacam perlombaan di kalangan ilmuwan dunia untuk membuat sel dengan tingkat efisiensi tertinggi, tapi sangat sedikit orang bertanya apa yang terjadi terhadap sel itu ketika anda memasangnya selama beberapa jam atau beberapa minggu atau beberapa bulan," katanya.

Sekarang profesor Strano dan koleganya menggunakan pusat reaksi fotosintetis yang merupakan salah satu bagian pabrik yang dikembangkan alam, untuk meningkatkan waktu pemakaian sel surya.

Mereka juga menggunakan lipid, molekul yang berpasangan mirip dinding semua sel-sel hidup, dan tabung karbon nano, karbon murni sangat kecil yang terkenal akan sifat-sifat kelistrikannya.

Yang terakhir mereka menambahkan surfactant, sebuah molekul yang mirip sabun lemak yang memisahkan molekul-molekul tertentu dan tetap membuatnya terpisah.

Yang mengherankan bagi tim peneliti, campuran yang beragam ini, ketika surfactant dipompa keluar, bisa merakit diri sendiri menjadi sel-sel surya, masing-masing hanya berukuran beberapa nanometer.

Lipid berpasang-pasangan membentuk piringan yang terpasang pada tabung nano di satu sisi dan pada pusat-pusat reaksi di sisi lainnya.

Cahaya yang datang dikumpulkan di pusat reaksi, membebaskan elektron yang diteruskan oleh lipid-lipid dan ke tabung nano.

Di dalam sel fotoelektrokimia, elektron-elektron tersebut bisa diambil dan bersama-sama menghasilkan arus listrik.

Surfactant ditambahkan bersama beberapa protein untuk mengganti kerusakan oleh sinar matahari, dan formulanya selesai.

Ketika surfactant dikeluarkan, kepingan-kepingan itu merakit kembali menjadi sel-sel surya murni.

Profesor Strano mengatakan bahwa efisiensi sel-sel seperti yang telah dirancang hanya merupakan bagian kecil yang disediakan oleh sel surya terbaik saat ini.

Dia mengatakan walaupun pencapaian besar masih didapatkan dalam efisiensi begitu eksperimen itu disempurnakan, ide di balik penelitian itu sama pentingnya dengan penelitian di masa yang akan datang.

"Laporan kami berguna untuk mulai memikirkan tentang alat-alat yang mampu bertahan seumur hidup dan meminjam konsep-konsep yang disediakan alam. Dapatkah kita membuat sel-sel yang memiliki waktu pemakaian tak terbatas?