Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng sạch và không bao giờ cạn. Sản xuất điện mặt trời bằng các tấm pin quang điện hiện nay tuy phổ biến nhưng đang vấp phải vấn đề giá thành.

Ngoài ra, pin quang điện cũng phụ thuộc quá nhiều vào công nghệ vật liệu silic. Trong tự nhiên, một số loài sinh vật có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời rất hiệu quả.

Bước đột phá mới trong công nghệ vật liệu cho phép chúng ta tận dụng những chất liệu tự nhiên này vào sản xuất pin quang điện mới.

Loài sứa Aequorea victoria mang trong mình chất GFP khá đặc biệt. Các nhà khoa học ghép hai mảnh điện cực nhôm với nhau trên nền oxit silic, giữa hai mảnh điện cực là chất GFP.

Khi ánh sáng cực tím chiếu vào điện cực, chất GFP hấp thụ photon và giải phóng electron. Khi nối với mạch ngoài hệ thống trên trở thành pin cung cấp điện năng.

Nguyên tắc hoạt động trên khá giống với một số loại pin quang điện sử dụng chất nhuộm nhạy sáng. Tuy nhiên, GFP không đòi hỏi các vật liệu đắt tiền như oxit titan trong khi chế tạo.

Việc GFP có thể được sử dụng với nhiều loại điện cực giúp giảm giá thành sản xuất pin quang điện. Điều này khiến cho nỗi lo về năng lượng của con người giảm bớt rất nhiều.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn thử nghiệm áp dụng GFP vào hệ thống pin nhiên liệu sinh học.

Các hợp chất từ đom đóm và tảo biển được kết hợp để tạo ra ánh sáng. Tận dụng ánh sáng sinh học này, pin GFP sẽ tạo ra điện mà không cần ánh sáng mặt trời.

Ngoài sứa biển, tảo biển và vi khuẩn cũng có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng cung cấp cho các hệ thống máy móc hoạt động trên biển.

Adrian Fisher và Paolo Bombelli tại Đại học Cambridge cùng các đồng nghiệp đang thử nghiệm một số tính năng của tảo biển.

Một hệ thống gồm điện cực trong suốt với các tế bào quang điện được gắn lên điện cực than chứa bạch kim sẽ khiến tảo biển phân tách nước ra thành khí oxi, electron và proton. Bằng cách này, năng lượng sinh ra đã đủ để cung cấp cho một chiếc đồng hồ.

Hiệu suất biến đổi quang điện của loại pin sinh học này còn khá thấp so với những hệ thống hiện giờ. Tuy vậy, có rất nhiều loại sứa và tảo biển chưa được thử nghiệm. Việc kết hợp chúng với nhau cũng có thể đem lại giải pháp tốt hơn.

Trong tương lai, chúng ta có thể hy vọng sẽ thấy những tấm pin quang điện hoạt động ngoài khơi dựa hoàn toàn vào sinh vật biển.