Ученые создали невероятное растение, которое заряжает гаджеты: как оно работает

Исследовательская группа из Университета Бингемтона создали искусственные растения, которые могут питаться углекислым газом, выделять кислород и даже вырабатывать небольшое количество электроэнергии. Об этом сообщает Interesting Engineering.

Новая разработка имитирует естественные процессы, происходящие в растениях, а каждый искусственный лист вырабатывает электроэнергию в процессе фотосинтеза. При этом вода и питательные вещества поступают в растение посредством транспирации и капиллярного эффекта.

Используя пять биологических солнечных элементов и их фотосинтезирующие бактерии, профессор Сокхын "Шон" Чхве и аспирантка Марьям Резаи создали искусственный лист "ради развлечения", а затем поняли, что эта концепция имеет более широкое применение. Они построили первое растение с пятью листьями, а затем проверили его способность улавливать углекислый газ и генерировать кислород.

В то время как текущая генерация мощности около 140 микроватт является второстепенным преимуществом, Чой стремится улучшить технологию, чтобы достичь минимальной мощности более одного милливатт. Он также хочет интегрировать систему хранения энергии, такую ​​как литий-ионные батареи или суперконденсаторы.

Другие усовершенствования могут включать использование нескольких видов бактерий для обеспечения долгосрочной жизнеспособности и разработку способов минимизации обслуживания, таких как системы доставки воды и питательных веществ. В исследовании также утверждается, что уровень углекислого газа (CO2) в помещениях зачастую значительно выше, чем на открытом воздухе, что представляет собой растущую проблему для здоровья, особенно в городских районах, где люди проводят более 80% своего времени в помещениях.

Искусственные растения с цианобактериями усиливают улавливание углерода в помещениях, одновременно преобразуя CO2 в кислород (O2) и биоэлектричество. Они используют внутреннее освещение для запуска фотосинтеза, достигая 90% снижения уровня CO2 в помещении с 5000 до 500 ppm — намного превосходя 10% снижения, наблюдаемого с естественными растениями. Помимо улучшения качества воздуха, система производит O2 и достаточно биоэлектричества для питания портативной электроники.

Соединяя последовательно пять биосолнечных ячеек в каждом листе, мы достигаем OCV 1,0 В и максимальной мощности 46 мкВт. Примечательно, что когда эти листья соединены последовательно в искусственной структуре растения, система вырабатывает OCV 2,7 В и максимальную мощность 140 мкВт, что достаточно для питания портативной электроники