Солнечные панели на основе бактерий: будущее зеленой энергетики

Публикация: 23.01.2025
Источник Комментарии
Солнечные панели на основе бактерий: будущее зеленой энергетики

Ученые предложили технологию, которая позволит заменить традиционные солнечные панели на более эффективные батареи. Источник: mywatt.ru

Несмотря на возросшую популярность солнечных и ветровых электростанций, современная зеленая энергетика далека от идеала. В том числе, кремниевые солнечные панели имеют ряд недостатков. Однако, по мнению ученых, мир возможно, находится на пороге новой эры в производстве солнечной энергии. Все благодаря тому, что на смену традиционным панелям могут прийти батареи, в которых энергию будут генерировать бактерии, способные преобразовывать солнечный свет в электричество. Их использование позволит не только повысить экологичность и эффективность энергосистем, но также помочь в борьбе с изменением климата.

Солнечные бактерии на основе живых бактерий

Солнце — это естественный источник колоссальной энергии, которая доступна на Земле. Однако эффективных методов преобразования ее в электричество пока нет. Ученые работают над тем, чтобы повысить эффективность существующих панелей, планируют запустить электростанцию в космос, а также разрабатывают другие технологии. Одним из таких направлений является биофотовольтаика (BPV).

Это инновационная технология, объединяющая биологию и электронику. Основу таких систем составляют фотосинтезирующие микроорганизмы, которые, подобно растениям, используют солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в кислород и энергию.

Микроскопический организм, о котором идет речь, известен как Synechocystis. Эти цианобактерии в течение миллиардов лет оттачивали способность эффективно улавливать солнечную энергию. Расщепляя с ее помощью молекулы воды, они генерируют электроны, что позволяет использовать их для генерации электричества.

Преимущества биологических панелей

В отличие от кремниевых солнечных батарей, биологические системы обладают рядом уникальных свойств. Прежде всего, “живые” панели способны «самосборке», «саморемонту» и поддержанию своей работы без внешнего вмешательства. Еще один большой их плюс заключается в том, что бактерии одновременно вырабатывают энергию и поглощают углекислый газ из атмосферы, что делает их двойным инструментом. Поэтому, помимо генерации электричества, они могут помогать в борьбе с изменением климата.


Бактерии Synechocystis способны преобразовывать энергию Солнца в электричество. Источник: inaturalist.nz

Как бактерии превращают свет в энергию

Исследователи из Лейпцигского Центра экологических исследований (Helmholtz Centre for Environmental Research) подробно изучили механизм работы цианобактерий. Во время фотосинтеза организмы расщепляют воду на кислород, протоны и электроны. Затем эти электроны переносятся через внутреннюю структуру клетки, пока не достигают электрода, где их можно «собрать» для создания электрического тока.

Для улучшения этого процесса ученые добавили химическое вещество — феррицианид. Он действует как посредник, ускоряя передачу электронов от бактерий к электродам. Это позволило значительно повысить эффективность системы.


Исследование показало, что выработка электричества не влияет на биологические функции бактерий. Источник: protocols.io

Насколько эффективны батареи на основе бактерий

Одной из главных задач недавнего исследования, опубликованного в издании Environmental Science and Ecotechnology, было выяснить, влияет ли выработка энергии на биологические функции бактерий. Результаты эксперимента оказались впечатляющими. Бактерии продолжали расти и размножаться даже при постоянной выработке электричества.

Их способность поглощать углекислый газ и выделять кислород оставалась на прежнем уровне. То есть организмы адаптировались, перенаправляя лишние электроны, без ущерба для собственных нужд. Это открытие говорит о том, что “живые” солнечные панели могут функционировать без нарушения естественных биологических процессов. А значит батареи на их основе, теоретически, могут работать вечно. Ведь старые микроорганизмы будут всегда заменяться молодыми.

Почему технологию нельзя использовать прямо сейчас

Несмотря на все преимущества BPV-технологий, ученые признают, что на сегодняшний день их мощность все еще уступает традиционным кремниевым панелям. Однако следует учитывать, что исследования проводились в лабораторных условиях с использованием одного вида бактерий.


Классические панели пока еще более эффективны, чем батареи на основе бактерий. Источник: lasolarfactory.com

Реальная эксплуатация может потребовать дальнейших экспериментов и адаптаций. Однако ученые видят огромный потенциал в данное технологии, и надеются, что в конечном итоге им удастся повысить эффективность выработки энергии. Если это действительно произойдет, солнечные панели на основе бактерий откроют новую страницу в истории возобновляемой энергетики.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

В будущем биопанели могут стать важной частью глобальной энергетической инфраструктуры, помогая одновременно решать энергетические и экологические проблемы. Например, использование таких панелей в городах позволит одновременно очищать воздух от углекислого газа.


Альтернативная энергия Солнечная энергия

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
3
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Интресное

Китайский термоядерный реактор впервые смог стабильно поддерживать горячую плазму в течение более...
Китай собирается построить на орбите Земли гигантскую солнечную панель. Она сможет добывать столько...
Компания Reflect Orbital хочет запустить в космос спутники, которые будут направлять солнечный свет...
На вершине горы Эверест температура воздуха не превышает -20 градусов Цельсия, хотя там всегда...
Самый большой и самый мощный термоядерный реактор наконец построен. Он обладает самым мощным в мире...
Миллионы солнечных батарей на электростанциях каждый день нужно чистить. Делать это вручную...
Новая солнечная электростанция в Китае состоит из 5 миллионов солнечных панелей. Считается, что она...
Земля может пережить сильнейшую магнитную бурю, которая по своей интенсивности превысит событие...
Корейский термоядерный реактор смог в течение минуты удерживать температуру, которая почти в семь...

Популярные Статьи

В 2021 году недалеко от Антарктиды возникла серия землетрясений, которая вопреки всем законам...
Мы уже прекрасно знаем, что люди загрязняют воздух, воду и почву.
На западе США 2020 и 2021 год были экстремально засушливыми, многие фермеры остались вовсе без воды...
Появление штамма Омикрон стало большой неожиданностью для ученых, так как он не похож ни на один...
Назальные вакцины — это далеко не новое изобретение. Если верить историческим данным, они...
Как мыслят глухонемые люди от рождения, которые никогда не слышали звучания отдельных букв и слов?...
Когда мы окружены красотой, мы чувствуем себя счастливее и комфортнее. Но что вообще такое красота?...
В 2015 году ученые увидили в космосе ступень ракеты, которая в 2022 году должна столкнуться с...
Хороший планшет на Android за 16 тысяч рублей существует, и это TCL Tab Max 10.4 с большим экраном...
Меняются ли законы физики со временем? Авторы одного увлекательного исследования полагают, что...
Часто можно услышать, что длительное ношение маски может быть опасным для здоровья. В первую...
Окно Овертона, по мнению сторонников теории заговора — это технология влияния на общественное...
Ученые обнаружили, что остатки нефти в воде после разливов растворяются в воде под воздействием...
Один кубический сантиметр кухонной губки содержит в семь раз больше бактерий, чем живет людей на...
Подборка ТОП 10 Телеграм-каналов, которые можно назвать действительно интересными, увлекательными и...
Ученые выяснили, что наркоз действует на растения так же, как на людей. Это удалось заметить на тех...
Китайские ученые пришли к выводу, что внутри ядра может находится захадочное вещество в сверхионном...
Постоянная тревожность может стать причиной серьезных заболеваний. ❗ Считается, что существует...
В истории медицины есть случаи, когда люди выживали после падения с 47 этажа, ужасной автомобильной...
Ученые обнаружили в мангровых зарослях бактерию, которая по длине как майский жук. Она представляет...
Одна из наиболее многообещающих попыток объяснить гравитацию – это попытка взглянуть на нее иначе,...
Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата утверждает, что последствия...
В начале марта 2022 года на поверхность Луны упал фрагмент космической ракеты.
Путешественники и искатели приключений существовали не только в прошлые века.
Ученые выяснили, что рутина, которую люди выполняют перед сном, помогает заснуть и улучшает сон....
Ученые считают, что насекомые содержат в себе не меньше питательных веществ, чем более привычные...
Правда ли, что перед смертью перед глазами проносится вся жизнь? И что именно происходит с мозгом,...
Во время военных конфликтов, даже самых жестоких и кровавых, воюющие стороны обязаны соблюдать...
В первой половине XX века в мире жил человек, биография которого похожа на жизнь искателя...
Вероятность выжить во время артиллиристского обстрела или авиаудара во многом зависит от действий в...
Подборка лучших Telegram-каналов, которые поднимат вам настроение, а также помогут на время забыть...
Черные дыры – одни из самых таинственных космических объектов. Компанию им составляют так...
Существует множество причин, по которым наша цивилизация может быть стерта с лица Земли? И почему...
Что будет с атомной электростанцией, если во время боевых действия она попадет под обстрел или, к...
Ученые обнаружили как одни бактерии уничтожают другие при помощи так называемых "вирусных...
Военные конфликты зачастую оборачиваются катастрофой не только для людей, но и экологии. В...
По данным ВОЗ, у 264 миллионов людей в мире наблюдается тревожное расстройство.
Сахар является продуктом первой необходимости, поэтому многие люди опасаются, что он может...
Считается, что в мире существует около 250 разнообразных валют с разной историей и стоимостью.
В России ведется разработка ракет-носителей «Ангара», которые в будущем сыграют большую роль в...
Могут ли Россию отключить от Интернет и как в таком случае обойти блокировку? Чтобы ответить на...
В Японии произошло мощное землетрясение магнитудой 7,3 балла.
Радиация окружает нас повсюду — радиоактивные вещества содержатся даже в горных породах. ☢ Опасное...
В 2019 году мир стал еще опаснее, так как США и Россия перестали соблюдать договор о ракетах...
Как вы думаете, какие продукты питания и средства гигиены жизненно необходимы каждому человеку?
В мире уже четыре страны обладают ядерными триадами, а до недавнего времени их было только две —...
Считается, что психопатия – это расстройство, из-за которого люди не могут сочувствовать...
Boeing 737 — самый распространенный пассажирский самолет в мире. ✈ Их очень много, поэтому с ними...
В некоторых источниках сообщается, что в мае 2022 года на Землю упадет астероид размером с...
На спутниковую систему GPS опираются практически все приложения для навигации в незнакомых местах и...
Стоимость бумаги для принтеров в некоторых магазинах увеличилась до 1000 рублей за пачку.
Биологическое оружие запрещено с 1925 года, тем не менее в последнее время о нем вспоминают все...
Предлагаем вашему вниманию подборку лучших Телеграм-каналов, на разные темы. Все пабоики...
В мире существуют лекарства, которые стоят миллионы рублей и недоступны в обычных аптеках.
Загранпаспорт — один из самых старинных документов, при помощи которого можно посетить другие...
В середине марта астронавты NASA вышли в открытый космос для починки МКС.
За мутациями коронавируса следит все меньшее количество людей и забывают о мерах предосторожности.