Вчені створили штучну рослину, яка очищує повітря й генерує електроенергію

Дослідники розробили новий вид штучної рослини, яка може виробляти електроенергію. Це win-win ситуація, адже технологія не лише продукує "зелену" енергію, але й забирає вуглець з повітря, як це роблять й звичайні рослини.

Деталі

Дослідницька група з Університету Бінгемтона перепрофілювала своє дослідження про біобатареї, що працюють від бактерій, на нову ідею штучних рослин, які можуть поглинати вуглекислий газ, виділяти кисень і навіть виробляти невелику кількість енергії.

Використовуючи п’ять біологічних сонячних елементів і їхні фотосинтезуючі бактерії, професор Сеокхен Чой і докторант Мар’ям Резаї створили штучний листок "для розваги", а потім зрозуміли, що ця концепція має ширші наслідки.

Вони створили першу рослину з п’ятьма листками, а потім перевірили її швидкість уловлювання вуглекислого газу та здатність виробляти кисень.

Хоча поточне виробництво електроенергії приблизно в 140 мікроват є другорядною перевагою, Чой прагне вдосконалити технологію, щоб досягти мінімальної потужності понад один міліват. Він також хоче інтегрувати систему зберігання енергії, таку як літій-іонні батареї або суперконденсатори. Чой зазначає:

Я хочу мати можливість використовувати цю електроенергію для зарядки мобільного телефону або для інших практичних цілей. З деякими доопрацюваннями ці штучні рослини могли б стати частиною кожного дому. Переваги цієї ідеї легко побачити.

Згідно з пресрелізом Університету Бінгемтона, інші оновлення можуть включати використання багатьох видів бактерій для забезпечення довгострокової життєздатності та розробку способів мінімізації обслуговування, таких як системи доставки води та поживних речовин.

Дослідження також стверджує, що рівень вуглекислого газу (CO2) у приміщеннях часто значно вищий, ніж на вулиці, що викликає зростаюче занепокоєння для здоров’я, особливо в містах, де люди проводять понад 80% свого часу в приміщенні. Дослідники також стверджують, що ціанобактеріальні штучні рослини покращують уловлювання вуглецю в приміщенні, перетворюючи CO2 на кисень (O2) і біоелектрику.

Ці штучні рослини використовують кімнатне освітлення для стимулювання фотосинтезу, досягаючи 90% зниження рівня CO2 в приміщенні, з 5000 до 500 частин на мільйон, що значно перевищує 10% зниження, яке спостерігається при використанні природних рослин. Окрім покращення якості повітря, система виробляє O2 і біоелектрику, достатню для живлення портативної електроніки. У дослідженні, опублікованому в Advanced Sustainable Systems, зазначено:

Послідовно з’єднавши п’ять біосонячних елементів у кожній стулці, ми досягаємо OCV 1,0 В і максимальної потужності 46 мкВт. Важливо, що коли ці листи з’єднані послідовно в структурі штучної рослини, система виробляє OCV 2,7 В і максимальну потужність 140 мкВт, чого достатньо для живлення портативної електроніки.

Кожен штучний листок генерує електроенергію під час фотосинтезу, при цьому вода та поживні речовини надходять через транспірацію та капілярну дію, імітуючи природні рослинні системи.

Згідно з дослідженням, цей децентралізований підхід пропонує стійке, енергоефективне рішення для екологічних проблем у приміщенні, забезпечуючи покращену якість повітря та відновлювану електроенергію на тлі зростання глобального рівня CO2.