Matrix dla glonów. To ma być prawdziwa zielona transformacja w energetyce
Ten wynalazek ma coś w sobie z Matrixa stworzonego przez ludzi dla glonów. Hodowane w bioreaktorach i pływające w specjalnej mieszance algi będą teraz produkować prąd.
Naukowcy z Optical-Bio Microsystems Lab Uniwersytetu Concordia otwierają drzwi do nowego wymiaru energetyki. W czasopiśmie Energies opublikowali interesującą pracę, opisując metodę pozyskiwania energii z fotosyntezy alg zamkniętych w specjalnych bioreaktorach. Brzmi jak coś z filmu sci-fi? Rzeczywistość przegania fikcję.
Sercem tego innowacyjnego rozwiązania są algi, rośliny o niezwykłych właściwościach. Wykorzystując fotosyntezę, przekształcają one energię słoneczną w biomasę, a ta z kolei może zostać przetworzona na różne rodzaje paliwa, m.in. biogaz czy biopaliwa.
Naukowcy z Optical-Bio Microsystems Lab poszli o krok dalej. Opracowali metodę pozyskiwania energii z procesu fotosyntezy glonów zawieszonych w specjalistycznym roztworze i umieszczonych w bioreaktorach, małych ogniwach energetycznych. Prawidłowo skonfigurowane ogniwa mogą generować energię wystarczającą do zasilania urządzeń o niskim i bardzo niskim poborze mocy, takich jak czujniki Internetu rzeczy (IoT).
Wyłapywanie elektronów
Jak działa nowy wynalazek? Fachowo mówiąc idea mikrofotosyntetycznego ogniwa energetycznego polega na ekstrakcji elektronów wytwarzanych w procesie fotosyntezy. Choć brzmi to enigmatycznie cały proces jest prosty, a co najważniejsze nie emituje żadnych zanieczyszczeń.
W procesie fotosyntezy powstaje tlen i elektrony. Nasz model zatrzymuje elektrony, co pozwala nam wytwarzać energię elektryczną. Jest to więc nie tylko technologia o zerowej emisji, ale także technologia generująca ujemną emisję dwutlenku węgla: pochłania dwutlenek węgla z atmosfery i dostarcza prąd. Jedynym produktem ubocznym jest woda
- wyjaśnia dr Kirankumar Kuruvinashetti.
Mikrofotosyntetyczne ogniwo energetyczne składa się z anody i komory katodowej oddzielonych membraną w kształcie plastra miodu. Naukowcy wyprodukowali mikroelektrody po obu stronach membrany, aby gromadzić ładunki uwalniane przez algi podczas fotosyntezy. Każda komora ma wymiary 2 cm na 2 cm na 4 mm.
Glony zawieszone są w dwumililitrowym roztworze w komorze anodowej, podczas gdy katoda jest wypełniona żelazocyjankiem potasu, rodzajem akceptora elektronów. Gdy glony rozpoczną fotosyntezę i zaczną uwalniać elektrony, zostaną one zgromadzone przez elektrody membrany i przewodzone, tworząc prąd.
Energia wytwarzana w dzień i w nocy
Proces ten działa również bez bezpośredniego światła słonecznego, choć z mniejszą intensywnością.
Podobnie jak ludzie, glony stale oddychają, ale pobierają dwutlenek węgla i uwalniają tlen. Dzięki mechanizmom fotosyntezy uwalniają również elektrony podczas oddychania. Wytwarzanie energii elektrycznej nie jest zatrzymywane. Elektrony są zbierane w sposób ciągły
- wyjaśnia doktorant i współautor artykułu Dhilippan Panneerselvam.
Muthukumaran Packirisamy, profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej, Przemysłowej i Lotniczej Uniwersytetu Concordia oraz współautor artykułu, przyznaje, że system nie jest jeszcze w stanie konkurować w wytwarzaniu energii z innymi systemami, takimi jak ogniwa fotowoltaiczne. Maksymalne możliwe napięcie końcowe pojedynczego mikrofotosyntetycznego ogniwa energetycznego wynosi tylko 1,0 V.
Uważa jednak, że kontynuowanie badań przy wsparciu sztucznej inteligencji sprawić może, że technologia ta może w przyszłości stać się opłacalnym, niedrogim i czystym źródłem energii.
Energia z alg to szansa na czystą, odnawialną i zrównoważoną przyszłość energetyki. To jeden z wielu kroków w walce ze zmianami klimatu i budowaniu lepszego jutra dla naszej planety.
Więcej o energii przyszłości przeczytasz na Spider's Web:
