Искусственное растение очищает воздух и генерирует электроэнергию

04.10.2024

Современные исследования активно развивают технологии, которые могут имитировать природные процессы, создавая решения для улучшения экологии. Недавно научная группа из Университета Бингемтона разработала уникальное искусственное растение, которое не только очищает воздух, но и генерирует электроэнергию. Этот проект представляет собой двойное преимущество: такие растения не только способствуют снижению углекислого газа (CO2) в окружающей среде, но и вырабатывают "зеленую" энергию.

Идея разработки искусственных растений выросла из более ранних исследований по биобатареям, работающим на бактериях. Профессор Сеокхен Чой и его коллега, докторант Марьям Резаи, вдохновившись возможностями фотосинтеза, создали первый искусственный лист, который был частью эксперимента. В ходе работы они обнаружили, что эта технология может стать не просто научным развлечением, а серьезным экологическим решением с широкими практическими применениями.

Искусственные растения, созданные учеными, работают на основе биологических солнечных элементов и фотосинтезирующих бактерий. С помощью пяти листьев и уникальной системы они смогли имитировать естественный процесс фотосинтеза: такие растения поглощают углекислый газ, выделяют кислород и производят небольшие объемы электроэнергии. Первые результаты показали, что это искусственное растение может производить около 140 микроватт энергии - пока это небольшие показатели, но ученые намерены увеличить их до одного милливатта, что позволит использовать такие растения для питания портативных устройств.

Энергия генерируется во время процесса фотосинтеза, а вода и питательные вещества поступают в "листья" растения через капиллярное действие, как в реальных растениях. Хотя основное внимание пока уделяется улучшению качества воздуха, технология генерации биоэлектричества также имеет потенциал для дальнейшего развития. Следующий шаг - внедрение систем хранения энергии, таких как литий-ионные батареи или суперконденсаторы, чтобы накапливать и использовать полученную энергию более эффективно.

Исследователи обратили внимание на то, что уровень углекислого газа в помещениях часто намного выше, чем на улице. Это особенно актуально для городских жителей, которые проводят до 80% своего времени в закрытых пространствах. Повышенное содержание CO? может негативно влиять на здоровье, вызывая усталость, снижение концентрации и другие проблемы. Искусственные растения могут снизить уровень CO? в помещении на 90%, что намного эффективнее, чем обычные растения, которые уменьшают углекислый газ только на 10%. Кроме того, такие растения выделяют кислород и создают достаточное количество электроэнергии для работы мелких устройств.

Ученые установили пять биосолнечных элементов в различные предметы интерьера, такие как стулья, и добились напряжения 1,0 В и максимальной мощности 46 микроватт. Системы, построенные на основе таких элементов, работают на напряжении до 2,7 В и способны генерировать до 140 микроватт электроэнергии, что достаточно для питания портативной электроники.

Искусственные растения имитируют естественные процессы фотосинтеза, что позволяет им эффективно работать при комнатном освещении. Они не только улучшают качество воздуха, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, но и предлагают возможность генерации возобновляемой энергии. Это открытие может существенно повлиять на экологическую ситуацию в будущем, особенно в городских условиях, где уровень загрязнения воздуха часто превышает допустимые нормы.

Разработка искусственных растений - это не просто инновация в области очистки воздуха, но и важный шаг в создании устойчивых решений для борьбы с ростом глобальных выбросов CO2. Она предлагает децентрализованное, энергоэффективное решение для помещений, улучшая качество воздуха и создавая дополнительный источник энергии, что делает ее важным элементом в стратегии борьбы с изменениями климата.

<< Назад: Дефицит витамина D повышает риск деменции 04.10.2024

>> Вперед: Ключевой фактор раннего полового созревания у детей 03.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Часы Casio в стилистике сериала Stranger Things 28.05.2023 Casio объявила о выпуске часов A120WEST - это модель, созданная в коллаборации с Netflix и оформленная в стилистике мегахита "Stranger Things". "Stranger Things" - это приключенческий сериал Netflix, действие которого разворачивается в маленьком американском городке Гокинз в штате Индиана в 1980-х годах. Однажды в городе пропадает 12-летний парень. Его друзья, семья и местная полиция ищут ответы, но находят маленькую девочку с номером 011 на запястье и вовлекаются в разгадку чрезвычайной тайны, связанной с сверхсекретными экспериментами, устрашающими сверхъестественными силами, монстрами и миром Догоридригом. Дизайн новых часов содержит много отсылок к культуре 1980-х годов и к самому сериалу, особенно - к альтернативному измерению Догоридригом, существующему параллельно с человеческим миром. На циферблате изображен мир персонажей "Удивительных чудес", яркие кнопки на передней панели напоминают 1980-е, а в центре - Демогоргон. При нажатии кнопки со светодиодной подсветкой появляется название сериала, напечатанное вверх ногами, намекающее на присутствие другого мира на другой стороне. На задней панели корпуса и полупрозрачном ремешке изображены жуткие щупальца, простирающиеся из подземного мира. Четыре сезона "Stranger Things" сейчас доступны для просмотра по всему миру на Netflix. Решающий, пятый, ждать еще долго - ожидается, что он выйдет ближе к лету 2024 года. Но в этом есть плюс - есть время пересмотреть первые четыре. Даже несколько раз.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025