Дослідницька група з Університету Бінгемтона створили штучні рослини, які можуть харчуватися вуглекислим газом, виділяти кисень і навіть виробляти невелику кількість електроенергії. Про це повідомляє Interesting Engineering.
Нова розробка імітує природні процеси, що відбуваються в рослинах, а кожен штучний лист виробляє електроенергію в процесі фотосинтезу. При цьому вода і поживні речовини надходять у рослину за допомогою транспірації і капілярного ефекту.
Використовуючи п’ять біологічних сонячних елементів і їхні фотосинтезуючі бактерії, професор Сокхин “Шон” Чхве та аспірантка Мар’ям Резаї створили штучний лист “заради розваги”, а потім зрозуміли, що ця концепція має ширше застосування. Вони побудували першу рослину з п’ятьма листками, а потім перевірили її здатність вловлювати вуглекислий газ і генерувати кисень.
У той час як поточна генерація потужності близько 140 мікроват є другорядною перевагою, Чой прагне поліпшити технологію, щоб досягти мінімальної потужності понад один міліват. Він також хоче інтегрувати систему зберігання енергії, таку як літій-іонні батареї або суперконденсатори.
Інші удосконалення можуть включати використання декількох видів бактерій для забезпечення довгострокової життєздатності та розробку способів мінімізації обслуговування, таких як системи доставки води і поживних речовин. У дослідженні також стверджується, що рівень вуглекислого газу (CO2) в приміщеннях часто значно вищий, ніж на відкритому повітрі, що є зростаючою проблемою для здоров’я, особливо в міських районах, де люди проводять понад 80% свого часу в приміщеннях.
Штучні рослини з ціанобактеріями підсилюють уловлювання вуглецю в приміщеннях, одночасно перетворюючи CO2 на кисень (O2) і біоелектрику. Вони використовують внутрішнє освітлення для запуску фотосинтезу, досягаючи 90% зниження рівня CO2 в приміщенні з 5000 до 500 ppm — набагато перевершуючи 10% зниження, яке спостерігається з природними рослинами. Крім поліпшення якості повітря, система виробляє O2 і достатньо біоелектрики для живлення портативної електроніки.
З’єднуючи послідовно п’ять біосонячних осередків у кожному листі, ми досягаємо OCV 1,0 В і максимальної потужності 46 мкВт. Примітно, що коли це листя з’єднане послідовно в штучній структурі рослини, система виробляє OCV 2,7 В і максимальну потужність 140 мкВт, що достатньо для живлення портативної електроніки.
Останні відкриття, технологічні прориви, дослідження та інновації, що змінюють світ. Дізнавайтеся про найважливіші досягнення в галузях фізики, біології, космосу й медицини – у розділі «Наука».