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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Наночастицы ловят свет 20.07.2008 Ученые из Швеции научились создавать периодические наноструктуры за один лазерный импульс. На тонкую мембрану насыпают слой наночастиц, например золота или серебра, а затем освещают ее лучом импульсного лазера. Наночастицы поглощают свет, содержащиеся в них свободные электроны начинают все вместе совершать колебания с так называемой плазменной частотой. Если правильно подобрать размер частиц, эта частота будет как раз такой, какая нужна, чтобы возбудить аналогичные колебания в мембране и превратить ее в волновод. В результате энергия лазерного импульса перейдет в мембрану, и на ней возникает стоячая волна. В местах ее гребней температура может быть весьма высокой, поэтому те наночастицы, что расположены над ними, расплавятся и стекут в холодные впадины стоячей волны, где снова застынут. Так на мембране получится периодический рельеф. Весь процесс занимает считанные наносекунды, а период рельефа может быть как больше, так и меньше длины волны излучения. "Подобрав параметры оптически активных частиц, мы можем превращать в волновод мембрану или волокно нанометровых размеров. Кстати, используя плазмонный резонанс, можно существенно повысить эффективность поглощения света в солнечных батареях", - говорит автор работы Динко Чакаров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026