Водоросли: ключ к бесконечному источнику энергии?
Лаборатории университета Сантьяго больше похожи на болото. Повсюду стоят мензурки, ведра и контейнеры с водой, в которых вольготно плавают слизистые зеленые водоросли. Но плавают не просто так, ученые из столицы Чили делают все возможное, чтобы превратить эти простейшие организмы в эффективный источник электрической энергии.
Чилийские исследователи занимаются биофотовольтаикой, то есть используют фотосинтезирующие организмы типа морских водорослей для преобразования света в электричество. Для этого биологи нанесли водоросли на электроды биофотовольтаических панелей, похожих на солнечные.
В исследовании использовались водоросли Ulva Lactuca
Водоросли используют свет для окисления воды. В процессе высвобождаются электроны, которые затем можно направить в электрические цепи. Кислород, выделяющийся при этом, является отличным бонусом.
— Федерико Таска, руководитель проекта.
По его словам, макроводоросли в целом намного перспективнее одноклеточных. Они обладают повышенной живучестью, их легче выращивать, с ними проще работать.
— Таска.
В настоящий момент одна из главных проблем, которая стоит перед человечеством, — найти источники энергии с минимальным вредом для окружающей среды. Отсюда огромная популярность солнечных панелей. Они перерабатывают свет в электричество, которое затем хранится в специальных батареях.
И вот тут-то начинаются проблемы. Дело в том, что аккумуляторы, как правило, имеют большие размеры, следовательно, для их хранения требуется много места. Но это только полбеды, так производство батарей крайне не экологично, в окружающую среду выделяется много вредных веществ.
Посчитано: только одна пальчиковая батарейка (формат AA) способна загрязнить тяжелыми металлами площадь до 20 кв. м. А теперь представьте, что может сотворить с экологией многотонный накопитель.
Вот и получается, что солнечная энергетика вроде как и хороша, а вроде и не очень.
Поэтому водоросли в плане безопасности для природы куда лучше и перспективнее. Многократные исследования и эксперименты показали, что из них вполне можно добыть электричество.
В 2020 году английские ученые сумели сделать из сине-зеленых водорослей (цианобактерии) самую настоящую батарейку. И представляете, она проработала… целых полгода!
Итак, для создания аккумулятора с оттенками синевы и зелени исследователи с Туманного Альбиона взяли цианобактерии Synechocystis. Почему их? Да потому что эти микроорганизмы водятся практически везде на планете. Кроме того, этот вид цианобактерий отлично изучен наукой.
Электродом в батарее выступила алюминиевая вата, как материал с наименьшей опасностью для окружающей среды. Начиная эксперимент, ученые опасались: а вдруг водоросли не выдержат контакта с металлом? Но ничего плохого с сине-зелеными не случилось.
В итоге исследователи соорудили что-то вроде пальчиковой батарейки. Внутри нее сидели цианобактерии, которые усиленно перерабатывали солнечный свет в электрическую энергию, более 4 микроватт на сантиметр в квадрате.
Самое интересное: батарейка работала даже в темноте. Водоросли в это время расщепляли пищу. При этом выделялся ток.
На первый взгляд количество вырабатываемого электричества покажется мизерным, но это вовсе не так. Емкость батарейки с цианобактериями хватило, чтобы 32-битный процессор с определенным набором команд проработал 6 месяцев! Мини-ПК Raspberry при этом постоянно и вполне успешно занимался обработкой небольшого массива данных.
Одноплатный компьютер размером с банковскую карту отлично работает на батарейке с водорослями
— биохимик Паоло Бомбелли.
Его коллега и соавтор по исследованию Кристофер Хоу заметил, что их батарейка может в корне поменять подход к электричеству. Из-за того, что количество устройств растет, людям нужны не просто аккумуляторы, хранящие энергию, а приборы, производящие электричество. И для этого батарейки с сине-зелеными водорослями внутри подходят на 100%.
В настоящее время ученые придумали массу способов получения электроэнергии от живых организмов. Например, есть проекты, где используются МТЭ — микробные топливные элементы. Микроорганизмы преобразуют органическое вещество в электричество.
Также давно действуют биогазовые установки. В них происходит анаэробное (бескислородное) брожение, разлагающее биомассу. В конечном итоге образуется метан — газ, который является отличным топливом.
Ученые научились получать энергию даже от термитов и других насекомых. Их ферменты крайне эффективно разлагают древесные отходы, что позволяет вырабатывать немало электричества.
В лабораториях создаются синтетические клетки и целые организмы. В теории они способны производить энергию куда эффективнее, чем в природе.
Есть большие перспективы
Чилийские исследователи занимаются биофотовольтаикой, то есть используют фотосинтезирующие организмы типа морских водорослей для преобразования света в электричество. Для этого биологи нанесли водоросли на электроды биофотовольтаических панелей, похожих на солнечные.
В исследовании использовались водоросли Ulva Lactuca
Водоросли используют свет для окисления воды. В процессе высвобождаются электроны, которые затем можно направить в электрические цепи. Кислород, выделяющийся при этом, является отличным бонусом.
Отмечу, что наш проект не новый, но если раньше в таких исследованиях использовались микроводоросли, то есть одноклеточные, то мы задействовали морские макроводоросли. А это уже многоклеточные организмы
— Федерико Таска, руководитель проекта.
По его словам, макроводоросли в целом намного перспективнее одноклеточных. Они обладают повышенной живучестью, их легче выращивать, с ними проще работать.
Пока сложно говорить о каких-то успехах, но уже сейчас морские водоросли — это достаточно хорошая система, чтобы получить электричество и зажечь несколько светодиодов. Мы находимся на самом раннем этапе исследований, но уже видно, что у нашей работы есть отличные перспективы
— Таска.
В настоящий момент одна из главных проблем, которая стоит перед человечеством, — найти источники энергии с минимальным вредом для окружающей среды. Отсюда огромная популярность солнечных панелей. Они перерабатывают свет в электричество, которое затем хранится в специальных батареях.
И вот тут-то начинаются проблемы. Дело в том, что аккумуляторы, как правило, имеют большие размеры, следовательно, для их хранения требуется много места. Но это только полбеды, так производство батарей крайне не экологично, в окружающую среду выделяется много вредных веществ.
Посчитано: только одна пальчиковая батарейка (формат AA) способна загрязнить тяжелыми металлами площадь до 20 кв. м. А теперь представьте, что может сотворить с экологией многотонный накопитель.
Вот и получается, что солнечная энергетика вроде как и хороша, а вроде и не очень.
Микробы внутри батарейки
Поэтому водоросли в плане безопасности для природы куда лучше и перспективнее. Многократные исследования и эксперименты показали, что из них вполне можно добыть электричество.
В 2020 году английские ученые сумели сделать из сине-зеленых водорослей (цианобактерии) самую настоящую батарейку. И представляете, она проработала… целых полгода!
Итак, для создания аккумулятора с оттенками синевы и зелени исследователи с Туманного Альбиона взяли цианобактерии Synechocystis. Почему их? Да потому что эти микроорганизмы водятся практически везде на планете. Кроме того, этот вид цианобактерий отлично изучен наукой.
Электродом в батарее выступила алюминиевая вата, как материал с наименьшей опасностью для окружающей среды. Начиная эксперимент, ученые опасались: а вдруг водоросли не выдержат контакта с металлом? Но ничего плохого с сине-зелеными не случилось.
В итоге исследователи соорудили что-то вроде пальчиковой батарейки. Внутри нее сидели цианобактерии, которые усиленно перерабатывали солнечный свет в электрическую энергию, более 4 микроватт на сантиметр в квадрате.
Самое интересное: батарейка работала даже в темноте. Водоросли в это время расщепляли пищу. При этом выделялся ток.
На первый взгляд количество вырабатываемого электричества покажется мизерным, но это вовсе не так. Емкость батарейки с цианобактериями хватило, чтобы 32-битный процессор с определенным набором команд проработал 6 месяцев! Мини-ПК Raspberry при этом постоянно и вполне успешно занимался обработкой небольшого массива данных.
Одноплатный компьютер размером с банковскую карту отлично работает на батарейке с водорослями
Честно говоря, мы были очень удивлены, что наша батарея проработала 6 месяцев. Мы рассчитывали всего на 2-3 недели
— биохимик Паоло Бомбелли.
Его коллега и соавтор по исследованию Кристофер Хоу заметил, что их батарейка может в корне поменять подход к электричеству. Из-за того, что количество устройств растет, людям нужны не просто аккумуляторы, хранящие энергию, а приборы, производящие электричество. И для этого батарейки с сине-зелеными водорослями внутри подходят на 100%.
Вариантов множество
В настоящее время ученые придумали массу способов получения электроэнергии от живых организмов. Например, есть проекты, где используются МТЭ — микробные топливные элементы. Микроорганизмы преобразуют органическое вещество в электричество.
Также давно действуют биогазовые установки. В них происходит анаэробное (бескислородное) брожение, разлагающее биомассу. В конечном итоге образуется метан — газ, который является отличным топливом.
Ученые научились получать энергию даже от термитов и других насекомых. Их ферменты крайне эффективно разлагают древесные отходы, что позволяет вырабатывать немало электричества.
В лабораториях создаются синтетические клетки и целые организмы. В теории они способны производить энергию куда эффективнее, чем в природе.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Резкое сокращение численности летучих мышей вызвало смерти… тысяч американских детей
Зловещая взаимосвязь выявилась совсем недавно....
Антарктида достигла точки невозврата?
Выводы ведущих ученых разнятся....
Устройство причудливой формы признано самым креативным и полезным девайсом года
Большинство английских ученых пришли в восторг от этого прибора....
Утраченную технологию кораблестроения возрастом 3500 лет заново открыли в 1950-х
Догреческие жители Крита были удивительно искусными корабелами....
В Польше нашли древнюю могилу ребёнка-«вампира»
На страшное захоронение наткнулись в Хелме....
Интернет-кошмар для детей и подростков в Австралии
Правительство закрывает малолетним доступ к соцсетям....
Встретимся в «Кафе „Белая акула“»
Ученые открыли главный секрет самых больших хищных рыб....
Шнобелевскую премию присудили за ракеты с голубиным наведением и дышащих задом свиней
Сюр, достойный научной премии за сомнительные достижения....
Как зомби: частицы организма продолжили существование между жизнью и смертью
Странные клетки прозвали ксено- и антропботами....
Оказалось, что угловатая акула со свиной мордой хрюкает при поимке
А еще эта уникальная рыба просто обожает яйца....
Ученые обнаружили «смайлик» на Марсе
Эта «улыбка» может намекать на научную сенсацию....
Водоросли: ключ к бесконечному источнику энергии?
Ученые считают, что новая технология радикально изменит мир....
Деревяшка возрастом 1300 лет оказалась частью японской таблицы умножения
Но придумали такой «калькулятор» гораздо раньше — в Китае....
Шкурный вопрос: Скандинавы мастерили лодки из кожи ещё в эпоху неолита
А иначе картина морских походов не складывается....
Кто достоин пособия: Теперь решает искусственный интелект
Суд не сможет отменить вероятные ошибки....
Светящийся наноматериал поможет отыскать «пальчики» по-новому
Исследователи создали флуоресцентные наночастицы....