Учені перетворили листя лотоса на генератор електроенергії: як це працює

Китайські вчені з Університету сільського господарства та лісового господарства міста Фуцзянь створили метод гідроелектрогенерації електроенергії, що ґрунтується на транспірації живого листя, що перетворює листя на стійке, безперервне джерело енергії, пише Interesting Engineering.

Команда продемонструвала генератор, що використовує лист лотоса для живлення невеликих пристроїв. Потенційно це дасть змогу створювати мережі електропостачання на основі рослин. Подробиці дослідження були опубліковані в журналі Nature.

Гідроелектроенергія виробляється шляхом руху води твердими поверхнями, проте сучасні пристрої залежать від постійного джерела води, що обмежує їхнє використання територіями поблизу річок або гребель.

Природний процес транспірації у рослин, під час якого вода переміщується від коренів до листя і випаровується, містить у собі величезну приховану енергію, але рідко використовується для отримання енергії.

Дослідники створили прототип пристрою, який генерує електрику за допомогою транспірації з використанням живого листа лотоса. Вони підрахували, що збір транспіраційної енергії рослин у всьому світі може виробляти 67,5 терават-годин електроенергії на рік.

Вчені стверджують, що за подальших досліджень і технічних досягнень цей метод може стати комерційно життєздатним і широко використовуваним джерелом енергії.

Під час випаровування між продихами на поверхні листка та корінням рослини утворюється градієнт водного потенціалу. Цей висхідний рух води створює різницю електричних потенціалів між електродами, що дає змогу здійснювати безперервну генерацію електроенергії, особливо в сонячну погоду.

На продуктивність пристрою впливають різні чинники. Більш товстий діаметр стрижня, більш високі температури збільшують вихід.

Однак більш висока вологість знижує ефективність. Для ширшого комерційного використання необхідно розв’язати такі проблеми, як підвищення ефективності генерації електроенергії одним листом, оптимізація збору та зберігання енергії. Також важливо зайнятися розширенням сценаріїв застосування.

Дослідники працюють над поліпшенням контакту між рослиною та електродом, вивченням ролі транспірації рослин у виробленні електроенергії та інтеграцією LTG з іншими поновлюваними джерелами енергії, як-от вітер і сонце.

Випробування різних видів рослин підтвердили їхню здатність виробляти електроенергію, що свідчить про широкий потенціал вироблення електроенергії шляхом транспірації рослин.