Příprava a charakterizace fotovoltaických článků založených na fotosystému I

• Název práce v jazyce práce (slovenština): Příprava a charakterizace fotovoltaických článků založených na fotosystému I
• Název práce v češtině: Příprava a charakterizace fotovoltaických článků založených na fotosystému I
• Název v anglickém jazyce: Preparation and characterization of photovoltaic cells based on photosystem I
• Klíčová slova: fotosyntéza, solární článek
• Klíčová slova anglicky: photosynthesis, solar cell
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: slovenština
• Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Jakub Pšenčík, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 09.11.2016
• Datum zadání: 10.11.2016
• Datum potvrzení stud. oddělením: 10.01.2017
• Datum a čas obhajoby: 21.06.2017 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 18.05.2017
• Datum odevzdání tištěné podoby: 18.05.2017
• Datum proběhlé obhajoby: 21.06.2017
• Oponenti: Mgr. Jan Alster, Ph.D.
• Konzultanti: Dr. rer. nat. Heiko Lokstein, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Pochopení základů problematiky a používaných metod
2. Seznámení se s experimentální aparaturou
3. Příprava a charakterizace fotovoltaických článků s fotosystémem I
4. Porovnání funkce článku s různými přenašeči elektronu; např. dichlorophenol-indophenol (DCPIP), N,N,N′,N′-tetramethyl-p-phenylenediamine (TMPD), cytochrom c

Seznam odborné literatury

1. Narayan MR (2012) Review: Dye sensitized solar cells based on natural photosensitizers. Renew. Sust. Energ. Rev. 16: 208-215
2. Ridzoňová K (2014): Interakce bakteriochlorofylu c a jeho derivátu s oxidem titaničitým. Bakalářská práce, MFF UK
3. Stieger KR, Feifel SC, Lokstein H, Lisdat F (2014) Advanced unidirectional photocurrent generation via cytochrome c as reaction partner for directed assembly of photosystem. Phys.Chem.Chem.Phys. 16: 15667
4. Tan SC, Crouch LI, Jones MR, Welland M (2012) Generation of alternating current in response to discontinuous illumination by photoelectrochemical cells based on photosynthetic proteins. Angew. Chem. Int. Ed., 51: 6667-6671
5. Carey AM, Zhang HJ, Mieritz D, Volosin A, Gardiner AT, Cogdell RJ, Yan H, Seo DK, Lin S, Woodbury NW (2016) Photocurrent generation by photosynthetic purple bacterial reaction centers interfaced with a porous antimony-doped tin oxide (ATO) electrode. ACS Appl. Mater. Interfaces 8 (38): 25104-25110

Předběžná náplň práce

Fotosyntéza je zdrojem energie pro téměř všechny živé organismy na Zemi. Základem fotosyntetického aparátu jsou pigment-proteinové komplexy, které tvoří tzv. fotosystémy. Ty jsou stále častěji využívány jako inspirace pro nové typy fotovoltaických zařízení, modelové systémy pro umělou fotosyntézu, nebo jsou přímo součástí biohybridních zařízení určených k přípravě biopaliv nebo jiných produktů pomocí sluneční energie.
Obsahem této bakalářské práce bude příprava a charakterizace fotovoltaických článků založených na fotosystému I z termofilní sinice. Schopnost fotosystému I generovat elektrický proud po osvětlení byla již úspěšně otestována při přípravě biohybridní elektrody [3]. Dalším krokem bude vytvoření kompletního fotovoltaického článku podobným způsobem, jako v publikacích využívajících reakční centra purpurových bakterií [4, 5]. Fotovoltaické články budou tvořeny dvěma elektrodami z vodivého skla, z nichž jedna bude platinovaná, a vodným elektrolytem obsahujícím fotosystém I a přenašeč elektronu z katody na fotosystém I a z fotosystému I na anodu. Bude testováno několik různých přenašečů a jejich kombinace. K charakterizaci připravených článků budou využity dvě experimentální aparatury. Jedna slouží k měření fotoproudu v závislosti na vlnové délce dopadajícího záření a druhá k měření voltampérových charakteristik.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Preparation and characterization of photovoltaic cells based on photosystem I