Електрична енергија из постројења - зелене електране

Директна трансформација светлосне енергије у електричну енергију је у основи деловања генератора који садрже хлорофил. Хлорофил може давати и везати електроне када је изложен светлости.

1972. М. Цалвин је изнео идеју о стварању соларне ћелије, у којој би хлорофил служио као извор електричне струје, способан да уз осветљење одузме електроне из одређених специфичних супстанци и пренесе их другима.

Цалвин је користио цинков оксид као проводник у контакту са хлорофилом. При осветљавању овог система у њему се појавила електрична струја са густоћом од 0,1 микроампера по квадратном центиметру.

Ова фотоћелија није дуго функционисала, јер је хлорофил брзо изгубио способност донирања електрона. Да би продужили трајање фотоћелије, коришћен је додатни извор електрона, хидрохинон. У новом систему, зелени пигмент је одавао не само своје, већ и хидрохинонске електроне.

Прорачуни показују да таква фотоћелија од 10 квадрата може имати снагу око киловата.

Јапански професор Фујио Такахасхи користио је хлорофил извучен из лишћа шпината за производњу електричне енергије. Трансисторски пријемник на који је био спојен соларни панел успешно је радио.

Поред тога, у Јапану су у току студије за претварање соларне енергије у електричну енергију користећи цијанобактерије које се узгајају у хранљивом медијуму. Танки слој њих наноси се на провидну електроду цинковог оксида и заједно са контра електродом урони у пуфер раствор. Ако су бактерије сада осветљене, у кругу ће се појавити електрична струја.

1973. Американци В. Стоцкениус и Д. Остерхелт описали су необичан протеин из мембране љубичастих бактерија које живе у сланим језерима калифорнијских пустиња. Звали су га бактерходходопсин.

Занимљиво је напоменути да се бактериорходопсин појављује у мембранама халобактерија са недостатком кисеоника. Недостатак кисеоника у воденим тијелима јавља се у случају интензивног развоја халобактерија.

Уз помоћ бактериорходопсина, бактерије апсорбују енергију Сунца, надокнађујући тако енергетски дефицит који је последица престанка дисања.

Бактерходходопсин се може изоловати од халобактерија тако што ће се ова бића која воле сол која се осећају сјајно наћи у засићеном раствору натријум хлорида у води. Одмах се преплаве водом и пукну, док се њихов садржај меша са околином. И само мембране које садрже бактериорходопсин се не уништавају због снажног „паковања“ молекула пигмента који формирају протеинске кристале (без познавања структуре, научници су их назвали љубичастим плаковима).

У њима се молекули бактериорходопсина комбинују у тријаде, а тријаде у правилне шестерокутнике. Будући да су плакови значајно већи од свих осталих халобактеријских компоненти, могу се лако изоловати центрифугирањем. После испирања центрифуге, добија се лепљива маса љубичасте боје. 75 одсто ње састоји се од бактериорходопсин а 25 одсто фосфолипида који попуњавају празнине између протеинских молекула.

Фосфолипиди су молекуле масти у комбинацији са остацима фосфорне киселине. У центрифуги нема других супстанци, што ствара повољне услове за експериментирање са бактериорходопсином.

Поред тога, ово сложено једињење је врло отпорно на факторе из окружења. Када се загрева на 100 ° Ц не губи активност и може се чувати годинама у фрижидеру. Бактерходходопсин је отпоран на киселине и различита оксидациона средства.

Разлог за његову високу стабилност лежи у чињеници да ове халобактерије живе у екстремно оштрим условима - у засићеним физиолошким растворима, који су у суштини воде неких језера у подручју пустиња које су изгореле од тропске врућине.

У тако изузетно сланом, а такође и прегрејаном окружењу организми који имају обичне мембране не могу постојати. Ова чињеница је од великог интереса у вези са могућношћу коришћења бактериорходопсина као трансформатора светлосне енергије у електричну.

Ако се бактериходходопсин таложен под утицајем јона калцијума осветли, помоћу волтметра могуће је открити присуство електричног потенцијала на мембранама. Ако угасите светло, оно нестаје. Научници су тако доказали да бактериоходопсин може да делује као генератор електричне струје.

У лабораторији познатог научника, специјалисте из области биоенергије В. П. Скулацхева, пажљиво је проучаван процес уградње бактериорходопсина у равну мембрану и услови за његово функционисање као генератор електричне струје који зависи од светлости.

Касније су у истој лабораторији створени електрични елементи у којима су коришћени генератори протеина електричне струје. Ови елементи су имали мембранске филтере импрегниране фосфолипидима бактеријеходопсином и хлорофилом. Научници верују да слични филтери са генераторима протеина, серијски повезани, могу да служе као електрична батерија.

Истраживања о употреби протеинских генератора у лабораторији В. П. Скулацхева привукла су блиску пажњу научника. На Калифорнијском универзитету створили су исту батерију која је, када се користи сат и по, светлосна сијалица светлила.

Експериментални резултати дају наду да ће се фото ћелије на бази бактериорходопсина и хлорофила користити као генератор електричне енергије. Изведени експерименти су прва фаза у стварању нових врста фотонапонских и горивних ћелија способних да трансформишу светлосну енергију са великом ефикасношћу.

Погледајте такође: Други алтернативни извори енергије