Κατηγορίες: Προτεινόμενα άρθρα » Ενδιαφέροντα γεγονότα
Αριθμός προβολών: 51172
Σχόλια σχετικά με το άρθρο: 2

Ηλεκτρική ενέργεια από φυτά - πράσινοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής

 

Ηλεκτρική ενέργεια από φυτά - πράσινοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγήςΟ άμεσος μετασχηματισμός της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια βασίζεται στη λειτουργία γεννητριών που περιέχουν χλωροφύλλη. Η χλωροφύλλη μπορεί να δώσει και να προσκολλά τα ηλεκτρόνια όταν εκτίθεται στο φως.

Το 1972, ο Μ. Calvin πρότεινε την ιδέα της δημιουργίας ενός ηλιακού στοιχείου, στο οποίο η χλωροφύλλη θα χρησίμευε ως πηγή ηλεκτρικού ρεύματος, ικανό να απομακρύνει τα ηλεκτρόνια από ορισμένες συγκεκριμένες ουσίες υπό φωτισμό και να τα μεταφέρει σε άλλους.

Ο Calvin χρησιμοποίησε οξείδιο ψευδαργύρου ως αγωγό σε επαφή με χλωροφύλλη. Όταν φωτίζεται αυτό το σύστημα, εμφανίστηκε σε αυτό ένα ηλεκτρικό ρεύμα με πυκνότητα 0,1 μικροαμ. Ανά τετραγωνικό εκατοστό.

Αυτό το φωτοκύτταρο δεν λειτούργησε για πολύ, αφού η χλωροφύλλη έχασε γρήγορα την ικανότητά της να δωρίζει ηλεκτρόνια. Για να παραταθεί η διάρκεια του φωτοκύτταρου, χρησιμοποιήθηκε μια πρόσθετη πηγή ηλεκτρονίων, υδροκινόνη. Στο νέο σύστημα, η πράσινη χρωστική απέδωσε όχι μόνο τα δικά της, αλλά και τα ηλεκτρόνια υδροκινόνης.

Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι ένα τέτοιο φωτοκύτταρο 10 τετραγωνικών μέτρων μπορεί να έχει ισχύ περίπου των κιλοβάτ.


Ο ιαπωνικός καθηγητής Fujio Takahashi χρησιμοποίησε χλωροφύλλη που εξήχθη από φύλλα σπανακιού για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ο δέκτης τρανζίστορ στον οποίο συνδεόταν ο ηλιακός πίνακας λειτούργησε με επιτυχία.

Επιπλέον, πραγματοποιούνται μελέτες στην Ιαπωνία για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας κυανοβακτήρια που καλλιεργούνται σε θρεπτικό υλικό. Ένα λεπτό στρώμα από αυτά εφαρμόζεται σε ένα διαφανές ηλεκτρόδιο από οξείδιο ψευδαργύρου και, μαζί με το αντίθετο ηλεκτρόδιο, βυθίζεται σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα. Εάν τα βακτήρια είναι τώρα φωτισμένα, ένα ηλεκτρικό ρεύμα θα εμφανιστεί στο κύκλωμα.

Το 1973, οι Αμερικανοί W. Stockenius και D. Osterhelt περιέγραψαν μια ασυνήθιστη πρωτεΐνη από τις μεμβράνες ιωδίων βακτηριδίων που ζουν στις αλατούχες λίμνες των ερήμων της Καλιφόρνιας. Ονομάστηκε bacteriorhodopsin.

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι η βακτηριοδοψοπίνη εμφανίζεται στις μεμβράνες των αλοβακτηρίων με έλλειψη οξυγόνου. Η ανεπάρκεια οξυγόνου στα υδάτινα σώματα εμφανίζεται στην περίπτωση της έντονης ανάπτυξης των αλοβακτηρίων.

Χρησιμοποιώντας bacteriorhodopsin, τα βακτήρια απορροφούν την ενέργεια του ήλιου, αντισταθμίζοντας έτσι το έλλειμμα ενέργειας που προκύπτει από την παύση της αναπνοής.

Η βακτηριορδοψοπίνη μπορεί να απομονωθεί από τα αλοβακτηρίδια τοποθετώντας αυτά τα πλάσματα που αγαπούν το άλας και τα οποία αισθάνονται καλά σε ένα κεκορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου στο νερό. Αμέσως υπερχειλίζουν με νερό και αναβλύζουν, ενώ το περιεχόμενό τους αναμιγνύεται με το περιβάλλον. Και μόνο οι μεμβράνες που περιέχουν βακιθοροδσοψίνη δεν καταστρέφονται λόγω της ισχυρής "συσκευασίας" των χρωστικών μορίων που σχηματίζουν κρυστάλλους πρωτεΐνης (χωρίς να γνωρίζουν τη δομή, οι επιστήμονες τους αποκαλούσαν μοβ πλάκες).

Ηλεκτρική ενέργεια από φυτά - πράσινοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγήςΣε αυτά, τα μόρια bacteriorhodopsin συνδυάζονται σε τριάδες και οι τριάδες σε κανονικά εξάγωνα. Επειδή οι πλάκες είναι σημαντικά μεγαλύτερες από όλα τα άλλα συστατικά αλοβακτηριακών, μπορούν εύκολα να απομονωθούν με φυγοκέντρηση. Αφού πλυθεί ο φυγοκεντρητής, λαμβάνεται μια ζύμη μάζας ιώδους χρώματος. Το 75 τοις εκατό του συνίσταται από βακτηριοδοψοπίνη και 25 τοις εκατό φωσφολιπιδίων που γεμίζουν τα κενά μεταξύ των μορίων πρωτεΐνης.

Τα φωσφολιπίδια είναι μόρια λίπους σε συνδυασμό με υπολείμματα φωσφορικού οξέος. Δεν υπάρχουν άλλες ουσίες στην φυγόκεντρο, που δημιουργούν ευνοϊκές συνθήκες για πειραματισμό με βακτηριοδοψοπίνη.

Επιπλέον, αυτή η σύνθετη ένωση είναι πολύ ανθεκτική στους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Δεν χάνει τη δραστηριότητά του όταν θερμαίνεται στους 100 ° C και μπορεί να φυλάσσεται στο ψυγείο για χρόνια. Η βακτηριοδοψοπίνη είναι ανθεκτική στα οξέα και στους διάφορους οξειδωτικούς παράγοντες.

Ο λόγος για την υψηλή σταθερότητα οφείλεται στο γεγονός ότι αυτά τα αλοβακτήρια ζουν σε εξαιρετικά σκληρές συνθήκες - σε κορεσμένα αλατούχα διαλύματα, τα οποία ουσιαστικά είναι τα νερά ορισμένων λιμνών στην περιοχή των ερήμων καμένων από τροπική ζέστη.

Σε ένα τόσο εξαιρετικά αλμυρό, αλλά και υπερθερμανθέν περιβάλλον, οργανισμοί που έχουν συνηθισμένες μεμβράνες δεν μπορούν να υπάρχουν. Αυτό το γεγονός έχει μεγάλο ενδιαφέρον σε σχέση με τη δυνατότητα χρήσης της bacteriorhodopsin ως μετασχηματιστή φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Εάν η βακτηριοδοψοπίνη καταβυθιστεί υπό την επίδραση ιόντων ασβεστίου φωτιστεί, τότε με τη χρήση βολτόμετρου είναι δυνατό να ανιχνευθεί η παρουσία ηλεκτρικού δυναμικού στις μεμβράνες. Εάν απενεργοποιήσετε το φως, εξαφανίζεται. Έτσι, οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι η bacteriorhodopsin μπορεί να λειτουργήσει ως γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος.

Στο εργαστήριο του διάσημου επιστήμονα, ειδικευμένου στον τομέα της βιοενέργειας V.P. Skulachev, μελετήθηκε προσεκτικά η διαδικασία ενσωμάτωσης της βακτηριοδοψοπίνης σε μια επίπεδη μεμβράνη και οι συνθήκες για τη λειτουργία της ως γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος που εξαρτάται από το φως.

Αργότερα, στο ίδιο εργαστήριο, δημιουργήθηκαν ηλεκτρικά στοιχεία στα οποία χρησιμοποιήθηκαν πρωτεϊνικές γεννήτριες ηλεκτρικού ρεύματος. Τα στοιχεία αυτά είχαν φίλτρα μεμβράνης εμποτισμένα με φωσφολιπίδια με βακτηριοδοψοπίνη και χλωροφύλλη. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι παρόμοια φίλτρα με γεννήτριες πρωτεϊνών, συνδεδεμένα σε σειρά, μπορούν να χρησιμεύσουν ως ηλεκτρική μπαταρία.

Η έρευνα σχετικά με τη χρήση γεννητριών πρωτεϊνών στο εργαστήριο του VP Skulachev προσέλκυσε την προσοχή των επιστημόνων. Στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, δημιούργησαν την ίδια μπαταρία που, όταν χρησιμοποιήθηκε για μιάμιση ώρα, έκανε το λαμπτήρα να λάμψει.

Τα πειραματικά αποτελέσματα δίνουν την ελπίδα ότι θα χρησιμοποιηθούν φωτοκύτταρα βασιζόμενα σε bacteriorhodopsin και χλωροφύλλη ως γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας. Τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν είναι το πρώτο στάδιο στη δημιουργία νέων τύπων φωτοβολταϊκών και κυψελών καυσίμου ικανών να μετατρέψουν την ενέργεια φωτός με μεγάλη απόδοση.

Δείτε επίσης: Άλλες εναλλακτικές πηγές ενέργειας

Δείτε επίσης στο i.electricianexp.com:

  • Οσμωτική μονάδα παραγωγής ενέργειας: καθαρή ενέργεια αλατούχου νερού
  • 5 ασυνήθιστα ηλιακά πάνελ του μέλλοντος
  • Nanoantennas - συσκευή, εφαρμογή, προοπτικές χρήσης
  • 5 ασυνήθιστοι τρόποι παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
  • Νανο-γεννήτριες - Γενικές γεννήτριες ενέργειας

  •  
     
    Σχόλια:

    # 1 έγραψε: | [παραθέτω]

     
     

    Καλή μέρα σε όλους! Τι να κάνετε αν δεν υπάρχει σχεδόν ο ήλιος, δεν υπάρχει άνεμος, οπότε και η θερμότητα δεν είναι από όπου. Πετάμε μακριά καυσόξυλα, φυσικό αέριο, καύσιμα και λιπαντικά. Και υπάρχει μια θερμοκρασία από +10 έως -5. Ερώτηση: πώς να χρησιμοποιήσετε αυτή τη θερμοκρασία για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας;

     
    Σχόλια:

    # 2 έγραψε: θερμαντήρα | [παραθέτω]

     
     

    Τα πάντα στη ζωή είναι απλώς Helga, και η ενέργεια είναι τόσο απλή όσο ο κόσμος. Μπορείτε να συζητήσετε μαζί μου για την απλότητα, αλλά επιτρέψτε μου να σας πω ότι είναι πολύ νωρίς για την ανθρωπότητα να γνωρίζει αυτή τη συνταγή. Πρώτον, πρέπει να μάθουμε πώς μπορούμε να φτάσουμε μαζί, να σταματήσουμε τους πολέμους και την καταστροφή. Να διδάξει στους ανθρώπους να δημιουργούν, να μην δημιουργούν σκουπίδια, δημιουργικότητα. Και τότε το μυστήριο σπάει χαλαρά. Ανησυχώ για την ισορροπία του συστήματος, αν όλοι δεν έχουμε πουθενά να ζήσουμε για να το αναστατώσουμε. Εάν με καταλαβαίνετε, τότε εσείς προσωπικά δεν θα πρέπει να έχετε προβλήματα με την ενέργεια. Δεν έχει σημασία πού ζείτε, στον πόλο της Γης, στο φεγγάρι ή στην απεραντοσύνη του σύμπαντος. Αν συνεχώς δεν έχετε αρκετά χρήματα ή άλλους πόρους, τότε κατά πάσα πιθανότητα δεν θα με καταλάβετε μέχρι να μάθετε να ζείτε σύμφωνα με τους νόμους της φύσης. Και τότε, μόνο τότε θα δείτε μια θάλασσα ενέργειας, και θα δείτε ποτάμια να ρέουν σε αυτή τη θάλασσα.