Исследование искусственных преобразователей солнечной энергии на основе биологических пигментов

Сборка стабильных гибридных систем на основе компонентов фотосинтетического аппарата, иммобилизованных на проводящей подложке, является перспективным направлением исследований в области альтернативной энергетики и биосенсоров. Объектом исследований являлись два типа солнечных ячеек на основе слоя TiO2 сенсибилизированного красителем: ячейки с антоцианами и ячейки с тилакоидными мембранами в качестве красителя. Целью работы являлось повышение эффективности и термостабильности солнечных ячеек на основе тилакоидных мембран за счет низкомолекулярных осмолитов (глицин-бетаин и сахароза). Тилакоиды выделялись из листьев шпината огородного (Spinacia olerace) методом дифференциального центрифугирования. Источником антоцианов служили костянки малины садовой (Rubus idaeus). В работе была разработана оригинальная методика сборки солнечных ячеек, сенсибилизированных тилакоидными мембранами. В этих ячейках основной вклад в фототок на видимом свету вносит фотосинтетический аппарат. Для успешной сенсибилизации диоксида титана тилакоидными мембранами необходим искусственный (аскорбат натрия) или естественный (вода в присутствии кислород-выделяющего комплекса) донор электронов. Положительное влияние осмолитов, глицин-бетаина и сахарозы на скорость выделения кислорода более заметно, чем влияние на квантовый выход фотосистемы 2, причем для сахарозы. эффект больше выражен. Также было продемонстрировано положительное влияние глицин-бетаина и сахарозы на активность солнечной ячейки, сенсибилизированной тилакоидными мембранами. Данный положительный эффект проявлялся при температурах выше комнатной. В работе предложена оригинальная методика сборки гибридных фотоэлементов на тилакоидных мембранах и продемонстрировано стабилизирующее действие осмолитов на эти фотоэлементы.