Ученые создали искусственное растение, которое очищает воздух и генерирует электроэнергию

09.10.2024 23:30    3

Исследователи разработали новый вид искусственного растения, которое может производить электроэнергию. Это win-win ситуация, ведь технология не только продуцирует «зеленую» энергию, но и уносит углерод из воздуха, как это делают и обычные растения.

Исследовательская группа из Университета Бингемтона перепрофилировала свое исследование о биобатареях, работающих от бактерий, в новую идею искусственных растений, которые могут поглощать углекислый газ, выделять кислород и даже производить небольшое количество энергии.

Используя пять биологических солнечных элементов и их фотосинтезирующие бактерии, профессор Сеокхен Чой и докторант Марьям Резаи создали искусственный лист «для развлечения», а затем поняли, что эта концепция имеет более широкие последствия.

Они создали первое растение с пятью листьями, а затем проверили его скорость улавливания углекислого газа и способность производить кислород.

Последние новости:  Астронавт NASA показал снимок Земли, сделанный на высоте 400 километров

Хотя текущее производство электроэнергии примерно в 140 микроватт является второстепенным преимуществом, Чой стремится усовершенствовать технологию, чтобы достичь минимальной мощности более одного милливатта. Он также хочет интегрировать систему хранения энергии, такую ​​как литий-ионные батареи или суперконденсаторы. Чой отмечает:

Я хочу использовать эту электроэнергию для зарядки мобильного телефона или для других практических целей. С некоторыми доработками эти искусственные растения могли стать частью каждого дома. Достоинства этой идеи легко увидеть.

Согласно прессрелизу Университета Бингемтона, другие обновления могут включать в себя использование многих видов бактерий для обеспечения долгосрочной жизнеспособности и разработку способов минимизации обслуживания, таких как системы доставки воды и питательных веществ.

Исследование также утверждает, что уровень углекислого газа (CO2) в помещениях часто значительно выше, чем на улице, что вызывает растущую обеспокоенность для здоровья, особенно в городах, где люди проводят более 80% своего времени в помещении. Исследователи также утверждают, что искусственные цианобактериальные растения улучшают улавливание углерода в помещении, превращая CO2 в кислород (O2) и биоэлектрику.




Эти искусственные растения используют комнатное освещение для стимулирования фотосинтеза, достигая 90% снижения уровня CO2 в помещении, с 5000 до 500 частей на миллион, что значительно превышает 10% снижение, наблюдаемое при использовании природных растений. Кроме улучшения качества воздуха, система производит O2 и биоэлектричество, достаточное для питания портативной электроники. В исследовании, опубликованном в Advanced Sustainable Systems, указано:

Последовательно соединив пять биосолнечных элементов в каждой створке, мы достигаем OCV 1,0 В и максимальной мощности 46 мкВт. Важно, что эти листы соединены последовательно в структуре искусственного растения, система производит OCV 2,7 В и максимальную мощность 140 мкВт, чего достаточно для питания портативной электроники.

Каждый искусственный лист генерирует электроэнергию во время фотосинтеза, при этом вода и питательные вещества поступают через транспирацию и капиллярное действие, имитируя природные растительные системы.

Последние новости:  Впервые в истории ученые определили, как зародился свет во Вселенной

Согласно исследованию этот децентрализованный подход предлагает устойчивое, энергоэффективное решение для экологических проблем в помещении, обеспечивая улучшенное качество воздуха и возобновляемую электроэнергию на фоне роста глобального уровня CO2.