Авторизация
Наша группа Вконтакте
Наши партнеры
КРЫМ. СТРОЙИНДУСТРИЯ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ВЕСНА — 2016

Биобатарейка на базе фотосинтеза

Биобатарейка на базе фотосинтеза

Израильские физики изобрели новый вид биобатарейки, которая извлекает электричество из воды, разлагая ее молекулы при помощи белковых молекул, которые растения используют для фотосинтеза, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Растения, бактерии и другие микроорганизмы преобразуют энергию света в питательные вещества при помощи так называемых фотосистем I и II, которые включают в себя несколько десятков отдельных компонентов - белков, жиров и пигментов-хлорофиллов. Первая система захватывает фотоны видимого излучения и преобразует их энергию в свободные электроны, а вторая расщепляет молекулы воды на кислород и водород и использует последний для сборки молекул питательных веществ.

Группа ученых под руководством Итамара Виллнера (Itamar Willner) из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) искала способы создания источников питания на базе фотосистемы II, для работы которых не требовался какой-либо химический компонент (углекислый газ, катализатор), разрушающийся в процессе использования.

Виллнер и его коллеги решили эту проблему при помощи двух "природных" компонентов на полюсах батарейки. Анод - отрицательный полюс устройства - изготовлялся следующим образом.

Сначала ученые вырастили колонию сине-зеленых бактерий Mastigocladus laminosus и извлекли молекулы фотосинтезирующих белков из их клеток. Затем физики изготовили небольшой золотой электрод, поверхность которого была покрыта специальным полимером и к свободным "хвостам" которого прикреплялись молекулы фотосистемы II. Этот полимер исполнял сразу две функции - он удерживал молекулы фотосистемы на месте и являлся "проводом", по которому свободные электроны перетекали на золотой электрод.

Положительный полюс - катод - был изготовлен из стеклоуглерода, поверхность которого была покрыта углеродными нанотрубками и ферментом билирубин оксидазой. Это вещество захватывает свободные электроны и использует их для превращения свободного кислорода в молекулы воды. Как объясняют физики, такая реакция препятствует улетучиванию кислорода, который извлекается из молекул воды на аноде.

Авторы статьи собрали экспериментальную биобатарейку и проверили ее работу. Устройство исправно генерировало электрический ток в течение трех часов и продолжало его вырабатывать на протяжении 10 часов, снизив свою эффективность на 10%.

По оценкам исследователей, их изобретение преобразовывает примерно 1% энергии света в электричество, что является достаточно средним показателем. Другие фотосинтезирующие аккумуляторы достигают эффективности в 0,2-3,3%. Тем не менее, такие приборы обычно требуют непрерывного добавления катализаторов или дополнительных реагентов и вывода продуктов реакции, что делает их непригодными для промышленного и бытового использования.

Исследователи планируют улучшить работу своего изобретения, разработав более эффективные методы "упаковки" и присоединения молекул фотосистемы к отрицательному полюсу биобатареи.

Рейтинг:
39
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Вопрос:
От чего дают энергию солнечные батареи?
Ответ:*
Важно ваше мнение
Какая на Ваш взгляд самая перспективная технология в энергетике?