Генетично модифіковані водорості можуть принести автономну сонячну енергію в сільські райони Африки

Від виготовлення екологічного взуття до створення нового виду біопалива – водорості виявляються досить універсальним матеріалом. Дослідники з Кембриджського університету Великобританії щойно продемонстрували ще один приклад використання: більш ефективну біологічну сонячну батарею, яка працює на генетично модифікованих живих водоростях.

“Вже давно відомо, що фотосинтетичні мікроорганізми – одноклітинні водорості – виробляють невелику кількість електронів, стимульованих світлом, які можуть бути зібрані електродами для виробництва струму”, – розповів Digital Trends професор Кріс Хоу, один з провідних дослідників проекту. “Ви можете думати про системи, засновані на цьому, як про біологічну версію фотоелектричного елемента. В даний час потужність на одиницю площі від цих осередків низька, при цьому максимальний показник становить 0,1 ват на квадратний метр. Проте ми можемо використовувати ці пристрої для живлення невеликих елементів, таких як датчики навколишнього середовища. Нам вдалося збільшити вихідну потужність у п’ять разів”.

Нова методика, розроблена у співпраці дослідниками з університетських кафедр біохімії, хімії та фізики, передбачає двокамерну систему, в якій два центральних процеси, що беруть участь в роботі сонячного елемента – генерація електронів і їх перетворення в енергію – розділені. Це дозволило підвищити продуктивність блоку живлення за рахунок мініатюризації. Оскільки рідини поводяться по-різному в мініатюрних масштабах, така установка призвела до отримання більш ефективних елементів з більш низьким внутрішнім опором і зменшеними електричними втратами.

• Кремній, стережись – дослідники знайшли майбутнє напівпровідників
• Ця супер-розумна технологія може знизити тепловіддачу процесора на 150
• Телескопи на повітряних кулях можуть змінити правила гри в астрономії

Незважаючи на те, що вони в 5 разів ефективніші за попередні біоелементи на основі водоростей, розробка команди все ще виробляє лише одну десяту від щільності енергії, яку забезпечують звичайні сонячні паливні елементи. Але це не означає, що вона не має застосування. “Звичайні сонячні елементи виробляють більш високу щільність енергії, ніж наші пристрої, хоча наші пристрої, ймовірно, будуть дешевшими у виробництві – як у фінансових інвестиціях, так і в енергетичних інвестиціях – і в виведенні з експлуатації в кінці терміну служби”, – продовжив Хоу. “Крім того, наші пристрої можуть виробляти певну кількість енергії в темряві, використовуючи матеріали, вироблені клітинами водоростей на світлі, на відміну від звичайних сонячних батарей”.

Хоу зазначив, що в той час як звичайні сонячні батареї, ймовірно, будуть кращими для великомасштабного виробництва енергії для постачання в мережу, їх біологічні сонячні батареї можуть бути корисними в інших сценаріях. Наприклад, у сільській місцевості Африки сонячного світла багато, але немає існуючої системи електромереж.

Однак для цього необхідно провести додаткову роботу. “Масштабування завжди є великою перешкодою при переході від лабораторних досліджень до реального впровадження”, – сказав Хоу. “Ми прагнемо комерціалізувати системи, але це станеться через кілька років”.

Рекомендації редакції

• З’явилася нова причина, чому жорсткі диски можуть бути краще SSD
• Чому Intel Meteor Lake може забезпечити набагато більшу продуктивність при тій же потужності
• Екологізація за допомогою мікропроцесорного комп’ютера, що працює на водоростях
• Телескопи включають новітній підхід Parker Solar Probe до Сонця
• Як інженери готують інструмент NIRSpec Джеймса Вебба для науки

Source: digitaltrends.com