Новая система зеленой энергетики

28.09.2019

Исследователи из Института микробиологии Китайской академии наук создали новую систему биофотовольтаики (BPV), объединив два вида бактерий. Эта система может стабильно работать более 40 дней, устанавливая новый рекорд долговечности BPV.

Биофотовольтаика (BPV) - это новая технология в "зеленой энергетике", для которой используют биологические фотосинтетические материалы (в основном живые фотосинтетические микроорганизмы) для преобразования солнечной энергии в электричество. BPV более экологичен и потенциально более рентабелен, чем фотоэлектрические системы на основе полупроводников (PV), учитывая токсичность фотоэлектрических материалов.

Тем не менее, удельная мощность современных систем BPV в основном остается низкой: фотосинтетические микроорганизмы обладают слабой способностью переносить электроны вне клеток. Чтобы решить эту проблему, исследователи создали микробное сообщество из двух видов бактерий.

Этот микробный "консорциум" состоит из фотосинтетических цианобактерий и экзоэлектрогенных бактерий Shewanella. Экзоэлектрогенные бактерии - это вид анаэробных микроорганизмов, которые приспособились жить в безвоздушной среде. Когда такая бактерия высвобождает атом кислорода, она получает положительный заряд. В качестве энергоносителя, ответственного за направленный перенос энергии между цианобактериями и Shewanella, исследователи выбрали D-лактат, молочную кислоту.

В новой системе цианобактерии "захватывают" солнечную энергию и фиксируют молекулы углекислого газа для синтеза D-лактата, в то время как Shewanella вырабатывает электричество путем окисления D-лактата, создавая тем самым ограниченный поток электронов от фотонов к D-лактату, а затем к электричеству.

Благодаря генетическим манипуляциям, а также манипуляции с питательной средой и устройством, эти два совершенно разных микроорганизма могут эффективно работать вместе. Эксперименты показали, что новая система BPV может стабильно работать в течение более 40 дней при среднем уровне энергоинтенсивности 135 мВт/м2. Это самый продолжительный срок работы и уровень мощности, по сравнению с другими системами BPV.

<< Назад: Белковый гидрогель для доставки лекарств 28.09.2019

>> Вперед: Радиация против аритмии 27.09.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Предложен способ охлаждения Земли 20.04.2019 Все больше экспертов предполагают, что последствия глобального потепления могут быть катастрофическими для человечества, а некоторые предлагаемые сегодня способы борьбы могут сами по себе таить опасность. Ученые Калифорнийского института планетарных исследований (США) придумали неожиданный способ спасения человечества с помощью соли. Ученый Роберт Нельсон предположил, что распыление соли в верхних слоях тропосферы могло бы стать эффективным решением проблемы. Эта мера могла бы "охладить" Землю, при этом не создав для нее угрозы. Ее мелкие частицы могли бы привести к тому, что поверхности нашей планеты достигало бы меньше инфракрасных лучей от Солнца. Планета, таким образом, меньше бы нагревалась, что привело бы к замедлению процесса глобального потепления. Компьютерная модель, построенная учеными, как сообщается, продемонстрировала, что такой способ, потенциально, мог бы оказаться вполне эффективен.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025