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
Маск на грани: третья космическая катастрофа за год
Но эксперты уверены, что миллиардеру все снова сойдет с рук....
Аллигаторова щука: 100 миллионов лет... без эволюции
Как гигантская пресноводная рыба пережила даже динозавров?...
Антарктида стремительно зеленеет: за 40 лет там стало в 10 раз больше зелени
Почему так происходит и как это повлияет на климат по всей планете....
7 из 10: отключен еще один прибор «Вояджера-2»
Чем еще пришлось пожертвовать инженерам NASA?...
Иисус Христос пользовался... волшебной палочкой
Об этом говорят фрески и другие древние изображения....
Спустя 500 лет останки Колумба наконец-то обнаружены!
Ученым понадобилось более 20 лет, чтобы доказать их подлинность....
Таинственные области в мантии Земли оказались не тем, чем их считали ученые
Новое исследование показало, что все может быть намного проще....
Фотоны могут путешествовать в прошлое
Звучит поразительно, но физики обнаружили «отрицательное время» в странном эксперименте....
Тысячи компьютеров c Linux заражены вредоносным ПО
Эпидемия началась ещё в 2021 году....
Долой болты: будущее прочных соединений — за метаповерхностями
Управляемый крепёж для аэрокосмической отрасли, робототехники и медицины....
Колумб был не первым: за сотни лет до него викинги вовсю торговали с эскимосами
Об этом рассказали бивни средневековых моржей....
Мавзолей римского гладиатора оказался «общежитием»
Ученые разбираются, откуда в саркофаге бойца взялись кости 12 человек....
Археологи восстановили приёмы боя на копьях в бронзовом веке
Экспериментальная археология проливает свет на технику обращения с оружием....
Средство для бесследного заживления ран нашли в глистах
Брезгливость vs польза....
В Америке действует секретная программа по поиску и сокрытию информации об НЛО
Конгресс США в гневе, ведь Пентагон водил чиновников за нос много лет....
Льда на Луне ещё больше, чем думали
Местной воды должно хватить будущим колонистам сразу на всё....