Дослідники з Університету Конкордія у Квебеку розробили спосіб отримання енергії з процесу фотосинтезу водоростей, що може зробити рослини новим джерелом чистої енергії.
Деталі
Команда університетської лабораторії Optical-Bio Microsystems генерує енергію, тримаючи водорості в спеціалізованому розчині та розміщуючи їх у невеликих елементах живлення.
Їхня модель вловлює електрони для виробництва електроенергії, роблячи її не просто нульовою, а й негативною з точки зору викидів вуглецю.
За словами дослідників, якщо їх правильно налаштувати, мікрофотосинтетичні елементи живлення (µPSC) мають здатність виробляти достатньо енергії для роботи гаджетів із наднизьким і низьким енергоспоживанням, таких як датчики Інтернету речей (IoT).
У установці µPSC протонообмінна мембрана у формі стільника розділяє анодні та катодні камери мікрофотосинтетичної енергетичної комірки.
Дослідники сконструювали мікроелектроди з обох боків мембрани, щоб збирати заряди, які виділяють водорості під час фотосинтезу. Кожна камера досить мала, розміром лише два сантиметри на два сантиметри та товщиною чотири міліметри.
Анодна камера містить двомілілітровий розчин, у якому занурені водорості, тоді як катод заповнений фериціанідом калію, певним акцептором електронів.
За словами дослідників, коли водорості починають випромінювати електрони внаслідок фотосинтезу, електрони збираються через електроди в мембрані та проводяться, в результаті чого виникає струм.
Протони перетинають мембрану і потрапляють на катод, окислюючи та відновлюючи фероціанід калію. Процес також відбувається без прямого сонячного світла, хоча і з меншою інтенсивністю. Дослідники пояснюють:
Як і люди, водорості постійно дихають, але вони поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. Завдяки механізму фотосинтезу вони також виділяють електрони під час дихання. Виробництво електроенергії не зупиняється. Електрони постійно збираються.
Дослідники перевірили продуктивність мікрофотосинтетичних елементів живлення (µPSC) у різних конфігураціях. Випробування показали, що об’єднання послідовних і паралельних масивів мікрофотосинтетичних елементів живлення (µPSC) генерує більше енергії, ніж використання тільки послідовного або паралельного з’єднання.
Команда визнає неспроможність системи конкурувати з альтернативними методами виробництва електроенергії, такими як сонячні батареї. Один мікрофотосинтетичний елемент живлення має максимальну напругу на клемі лише 1,0 В.
Однак за наявності достатньої кількості досліджень і розробок, включаючи технології інтеграції за допомогою штучного інтелекту, дослідники вважають, що ця технологія може стати життєздатним, доступним і чистим джерелом енергії в майбутньому.
Команда підкреслює, що в їхній системі не використовуються небезпечні гази чи мікроволокна. Тут використовуються біосумісні полімери, тому вся система легко розкладається і дуже дешева у виробництві.
Источник: meta.ua