Kategorie: Polecane artykuły » Ciekawe fakty
Liczba wyświetleń: 51172
Komentarze do artykułu: 2
Energia elektryczna z roślin - zielone elektrownie
Bezpośrednia transformacja energii świetlnej w energię elektryczną leży u podstaw działania generatorów zawierających chlorofil. Chlorofil może dawać i przyłączać elektrony pod wpływem światła.
W 1972 r. M. Calvin wysunął pomysł stworzenia ogniwa słonecznego, w którym chlorofil posłużyłby jako źródło prądu elektrycznego, zdolnego do odbierania elektronów z określonych określonych substancji pod wpływem oświetlenia i przekazywania ich innym.
Calvin zastosował tlenek cynku jako przewodnik w kontakcie z chlorofilem. Podczas oświetlania tego układu pojawił się w nim prąd elektryczny o gęstości 0,1 mikroampera na centymetr kwadratowy.
Ta fotokomórka nie działała długo, ponieważ chlorofil szybko utracił zdolność do oddawania elektronów. Aby wydłużyć czas trwania fotokomórki, zastosowano dodatkowe źródło elektronów, hydrochinon. W nowym systemie zielony pigment oddawał nie tylko własne, ale także elektrony hydrochinonu.
Obliczenia pokazują, że taka fotokomórka o powierzchni 10 metrów kwadratowych może mieć moc około kilowatów.
Japoński profesor Fujio Takahashi wykorzystał chlorofil ekstrahowany z liści szpinaku do wytworzenia elektryczności. Odbiornik tranzystorowy, do którego podłączony był panel słoneczny, działał z powodzeniem.
Ponadto w Japonii trwają badania nad przekształceniem energii słonecznej w energię elektryczną przy użyciu cyjanobakterii hodowanych w pożywce. Ich cienką warstwę nakłada się na przezroczystą elektrodę z tlenku cynku i wraz z przeciwelektrodą zanurza się w roztworze buforowym. Jeśli bakterie są teraz oświetlone, w obwodzie pojawi się prąd elektryczny.
W 1973 r. Amerykanie W. Stockenius i D. Osterhelt opisali niezwykłe białko z błon fioletowych bakterii żyjących w słonych jeziorach kalifornijskich pustyń. Nazywał się bakteriorodopsyna.
Warto zauważyć, że bakteriorodopsyna pojawia się w błonach halobakterii z brakiem tlenu. Niedobór tlenu w zbiornikach wodnych występuje w przypadku intensywnego rozwoju halobakterii.
Za pomocą bakteriorodopsyny bakterie absorbują energię słoneczną, kompensując w ten sposób deficyt energii wynikający z zaprzestania oddychania.
Bakteriorodopsyna może być izolowana z halobakterii poprzez umieszczenie tych kochających sól stworzeń, które świetnie się czują w nasyconym roztworze chlorku sodu w wodzie. Natychmiast przelewają się wodą i pękają, a ich zawartość miesza się ze środowiskiem. I tylko błony zawierające bakteriorodopsynę nie są niszczone z powodu silnego „upakowania” cząsteczek pigmentu, które tworzą kryształy białka (nie znając struktury, naukowcy nazwali je fioletowymi płytkami).
W nich cząsteczki bakteriorodopsyny są łączone w triady, a triady w regularne sześciokąty. Ponieważ płytki są znacznie większe niż wszystkie inne składniki halobakteryjne, można je łatwo izolować przez wirowanie. Po umyciu wirówki uzyskuje się pastowatą masę fioletowego koloru. 75% z nich składa się z bakteriorodopsyny i 25% fosfolipidów wypełniających luki między cząsteczkami białka.
Fosfolipidy to cząsteczki tłuszczu w połączeniu z resztami kwasu fosforowego. W wirówce nie ma innych substancji, co stwarza dogodne warunki do eksperymentowania z bakteriorodopsyną.
Ponadto ten złożony związek jest bardzo odporny na czynniki środowiskowe. Nie traci aktywności po podgrzaniu do 100 ° C i może być przechowywany w lodówce przez lata. Bakteriorodopsyna jest odporna na kwasy i różne utleniacze.
Powodem jego wysokiej stabilności jest fakt, że halobakterie żyją w wyjątkowo trudnych warunkach - w nasyconych roztworach soli, które w istocie są wodami niektórych jezior w rejonie pustyń spalonych przez tropikalny upał.
W tak wyjątkowo słonym i przegrzanym środowisku nie mogą istnieć organizmy ze zwykłymi błonami. Ten fakt jest bardzo interesujący w związku z możliwością zastosowania bakteriorodopsyny jako transformatora energii świetlnej w energię elektryczną.
Jeśli bakteriorodopsyna wytrącona pod wpływem jonów wapnia jest oświetlona, to za pomocą woltomierza można wykryć obecność potencjału elektrycznego na błonach. Jeśli wyłączysz światło, zniknie. W ten sposób naukowcy udowodnili, że bakteriorodopsyna może działać jako generator prądu elektrycznego.
W laboratorium słynnego naukowca, specjalisty w dziedzinie bioenergii V.P. Skulaczowa, dokładnie zbadano proces włączania bakteriorodopsyny do płaskiej błony i warunki jej działania jako zależnego od światła generatora prądu elektrycznego.
Później w tym samym laboratorium powstały elementy elektryczne, w których zastosowano generatory białka prądu elektrycznego. Elementy te miały filtry membranowe impregnowane fosfolipidami bakteriorodopsyną i chlorofilem. Naukowcy uważają, że podobne filtry z generatorami białek, połączone szeregowo, mogą służyć jako bateria elektryczna.
Badania nad zastosowaniem generatorów białek w laboratorium V.P. Skulaczowa przyciągnęły uwagę naukowców. Na Uniwersytecie Kalifornijskim stworzyli tę samą baterię, która, używana przez półtorej godziny, sprawiała, że żarówka świeciła.
Wyniki eksperymentów dają nadzieję, że fotokomórki na bazie bakteriorodopsyny i chlorofilu zostaną wykorzystane jako generatory energii elektrycznej. Przeprowadzone eksperymenty są pierwszym etapem tworzenia nowych typów ogniw fotowoltaicznych i ogniw paliwowych zdolnych do przekształcania energii świetlnej z dużą wydajnością.
Zobacz także: Inne alternatywne źródła energii
Zobacz także na electro-pl.tomathouse.com
: