Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Водоросли в микрокаплях в 3 раза увеличивают эффективность искусственного фотосинтеза

Воссоздание процесса фотосинтеза, при котором растения естественным образом преобразуют солнечный свет, воду и углекислый газ в химическую энергию для своей жизнедеятельности, является ключевой задачей исследований в области возобновляемых источников энергии. Новая работа ученых Сингапурского технологического университета Наньян (NTU) продемонстрировала, как заключение водорослей в крошечные капли может в 3 раза повысить их способность собирать энергию, что стало еще одним шагом на пути к коммерческой реализации технологии.

Основной проблемой, с которыми сталкиваются ученые в ходе работы в этом направлении, является относительно низкая эффективность разработанных решений. В то время как солнечные панели обычно преобразуют свет в энергию с эффективностью около 20 процентов, современные технологии искусственного фотосинтеза достигают эффективности в 4-5%.

Искусственный фотосинтез не так эффективен, как солнечные элементы для выработки электроэнергии, - говорит руководитель исследования доцент Чен Ю-Ченг. - Однако он более возобновляемый и устойчивый. Из-за растущего интереса к экологически чистым технологиям извлечение энергии из светособирающих белков водорослей вызывает значительный интерес в области биоэнергетики.

Белки, лежащие в основе исследований Ченга, известны как фикобилипротеины. Они отвечают за поглощение света клетками водорослей и работают длинах волн всего спектра. Чтобы улучшить способность превращать захваченный свет в энергию, ученые предложили инновационный метод заключить красные водоросли в крошечные жидкие кристаллические капли размером всего от 20 до 40 микрон.

Когда свет попадает на каплю, его изогнутые края вызывают эффект шепчущей галереи, при котором свет распространяется по периметру и дольше задерживается внутри капли. Большее количество света, задерживаемого внутри на более длительный срок, означает большую возможность для фотосинтеза. Затем генерируемые электроны могут быть захвачены с помощью электродов.

Капля ведет себя как резонатор, ограничивающий в себе больше света, - объясняет Чен. - Это дает водорослям возможность увеличить производительность фотосинтеза. Аналогичный результат может быть получен, если покрыть каплю белком водорослей с внешней стороны. Используя микрокапли в качестве носителя светособирающих биоматериалов, значительное усиление локального электрического поля и удержание фотонов внутри капли привело к существенному увеличению выработки электроэнергии.

По словам Чена, решение с каплями увеличивает выработку энергии в 2-3 раза по сравнению с необработанным протеином из водорослей. Сейчас команда ученых работает над технологией, которая обеспечит возможность промышленного производства энергии. Предполагается, что новый метод позволит использовать растущие в водоемах водоросли, которые, в свою очередь, могут действовать как плавающие генераторы энергии.

Источник: ntu.edu.sg

Источник: ecotechnica.com.ua
К списку статей
Опубликовано: 19.10.2021 22:18:09
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Технологии

Последние комментарии

© 2006-2021, tuvatforum.ru