Батарея, работающая на фотосинтезе

25.01.2023

Растения часто считаются источниками пищи, кислорода и украшения, но не источником электричества. Однако ученые обнаружили, что, используя естественный транспорт электронов в растительных клетках, можно производить электроэнергию как часть биологической экологической солнечной батареи.

Ученеые впервые использовали суккулентное растение для создания живой "биосолнечной батареи", работающей с помощью фотосинтеза.

Электроны естественным образом транспортируются как часть био процессов во всех живых клеточках, от микробов и грибов до растений и животных. Благодаря введению электродов клетки можно использовать для производства электроэнергии, которую можно использовать снаружи. Предыдущие исследования создавали топливные элементы с использованием бактерий, но они нуждались в постоянном питании. Этот новый подход использует фотосинтез, процесс, посредством которого растения превращают энергию света в химическую энергию, чтобы генерировать ток.

Во время этого процесса свет запускает поток электронов из воды, что приводит к образованию кислорода и сахара. Это означает, что живые фотосинтетические клетки постоянно производят поток электронов, которые можно оттянуть как фотофоток и использовать для питания внешнего контура, как солнечный элемент.

Некоторые растения, например суккуленты в засушливой среде, имеют толстую кутикулу, которая содержит воду и питательные вещества в листьях. Янов Шлосберг, Гади Шустер и Адир хотели впервые проверить, может ли фотосинтез в суккулентах создавать энергию для живых солнечных элементов, используя их внутреннюю воду и питательные вещества как раствор электролита электрохимического элемента.

Исследователи создали живую солнечную батарею, используя суккулент Corpuscularia lehmannii, который также называют "ледяным растением". Они вставили железный анод и платиновый катод в один из листьев растения и обнаружили, что его напряжение составляло 0,28 В. При подключении к цепи он производил плотность фототока до 20 мкА/см 2 под действием света и мог продолжать производить ток более суток. Хотя эти цифры меньше, чем у традиционной щелочной батареи, они отображают только одну створку.

Предыдущие исследования подобных органических устройств свидетельствуют о том, что последовательное соединение нескольких створок может увеличить напряжение. Команда специально разработала живой солнечный элемент таким образом, чтобы протоны во внутреннем растворе листьев могли объединяться с образованием газообразного водорода на катоде, и этот водород можно собирать и использовать в других целях.

<< Назад: Пучок холодных атомов без лазерного охлаждения 26.01.2023

>> Вперед: Световое загрязнение затрудняет наблюдение за звездами 25.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Женский контрацептив с дистанционным управлением 08.07.2014 Массачусетская компания MicroCHIPS разработала электронный контрацептив для женщин, который можно включать и отключать, используя беспроводную связь, сообщает Technology Review. Вживляемое под кожу на ягодице, плече или животе, устройство размером 20x20x7 мм содержит микрочип и крошечный резервуар, наполненный гормоном под названием левоноргестрел, широко используемым в современных средствах женской контрацепции. Резервуар оснащен титаново-платиновой мембраной, которая размягчается под действием электрического тока и пропускает активное вещество. Ежедневно устройство вводит таким образом в организм женщины по 30 мкг левоноргестрела. "Создание такой герметичной мембраны было одной из самых сложных задач для нас", - поделился президент MicroCHIPS Роберт Фарра (Robert Farra). Устройство оснащено собственным элементом питания и способно работать и обеспечивать контроль беременности непрерывно в течение 16 лет, то есть в течение половины репродуктивного цикла женщины. Ни один из современных контрацептивов не имеет срока службы более 5 лет, подчеркивают создатели. Но срок службы - это лишь одно из достоинств изобретения. Включать и выключать устройство можно дистанционно. Врач может дистанционно, без посещения больницы, изменять дозу вводимого гормона, учитывая особенности организма пациентки. В настоящее время проводятся клинические испытания электронного контрацептива. Его вживление под кожу осуществляется с использованием местного обезболивающего. Процедура занимает около получаса. Устройство хорошо зарекомендовало себя в плане надежности и отсутствия реакции на отторжение.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026