محققان نوع جدیدی از نیروگاه مصنوعی ساخته اند که می تواند برق تولید کند. تیم تحقیقاتی از دانشگاه بینگهمتون مطالعه خود را در مورد باتری های زیستی با انرژی باکتری – قابل بلعیدن و غیره – به ایده جدیدی برای گیاهان مصنوعی تبدیل کردند که می توانند از دی اکسید کربن تغذیه کنند، اکسیژن تولید کنند و حتی مقدار کمی نیرو تولید کنند.
پروفسور سئوهون “شان” چوی و دانشجوی دکترا مریم رضایی با استفاده از پنج سلول خورشیدی بیولوژیکی و باکتری های فتوسنتزی آنها، یک برگ مصنوعی “برای سرگرمی” ساختند و سپس متوجه شدند که این مفهوم مفاهیم گسترده تری دارد. آنها اولین کارخانه را با پنج برگ ساختند و سپس میزان جذب دی اکسید کربن و قابلیت تولید اکسیژن آن را آزمایش کردند.
قابلیت های تولید برق
در حالی که تولید برق فعلی حدود 140 میکرووات یک مزیت ثانویه است، چوی قصد دارد این فناوری را برای دستیابی به حداقل خروجی بیش از یک میلیوات بهبود بخشد. او همچنین میخواهد یک سیستم ذخیره سازی انرژی مانند باتری های لیتیوم یون یا ابرخازن ها را ادغام کند.
چوی گفت: “من می خواهم بتوانم از این برق برای شارژ تلفن همراه یا سایر موارد کاربردی استفاده کنم. با برخی تنظیمات دقیق، این گیاهان مصنوعی می توانند بخشی از هر خانواده باشند. مزایای این ایده به راحتی قابل مشاهده است.”
طبق بیانیه مطبوعاتی دانشگاه بینگهمتون، سایر ارتقاها می تواند شامل استفاده از گونه های مختلف باکتری برای اطمینان از زنده ماندن طولانی مدت و توسعه راه هایی برای به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری، مانند سیستم های تحویل آب و مواد مغذی باشد.
گیاهان مصنوعی CO2 را به اکسیژن (O2) و بیوالکتریک تبدیل می کنند
این مطالعه همچنین نشان میدهد که سطح دی اکسید کربن (CO2) در داخل خانه اغلب به طور قابل توجهی بالاتر از سطوح بیرونی است، که یک نگرانی بهداشتی رو به رشد است، به ویژه در مناطق شهری که مردم بیش از 80 درصد از زمان خود را در داخل خانه میگذرانند. محققان همچنین ادعا کردند که گیاهان مصنوعی سیانوباکتری جذب کربن در محیط داخلی را افزایش می دهند و در عین حال CO2 را به اکسیژن (O2) و بیوالکتریکی تبدیل می کنند.
این گیاهان مصنوعی از نور داخل خانه برای هدایت فتوسنتز استفاده می کنند و به کاهش 90 درصدی سطح CO2 داخلی، از 5000 تا 500 ppm دست می یابند که بسیار بیشتر از کاهش 10 درصدی گیاهان طبیعی است. این سیستم علاوه بر بهبود کیفیت هوا، O2 و بیوالکتریسیته کافی برای تامین انرژی الکترونیک قابل حمل تولید می کند.
این مطالعه در Advanced Sustainable Systems منتشر شده است: “با اتصال پنج سلول بیوسولار به صورت سری در هر برگ، ما به OCV 1.0 ولت و حداکثر توان 46 میکرووات دست مییابیم. به طور قابل توجهی، هنگامی که این برگ ها به صورت سری در ساختار گیاه مصنوعی متصل می شوند، سیستم یک OCV 2.7 ولت و حداکثر توان 140 میکرووات تولید می کند که برای تامین انرژی الکترونیک قابل حمل کافی است.”
برگ مصنوعی در طول فتوسنتز برق تولید می کند
هر برگ مصنوعی در طول فتوسنتز الکتریسیته تولید میکند و آب و مواد مغذی از طریق تعرق و عملکرد مویرگی تامین میشود و سیستم های طبیعی گیاهان را تقلید میکند.
این سیستم یک ولتاژ مدار باز 2.7 ولت و حداکثر توان خروجی 140 میکرووات تولید می کند. بر اساس این مطالعه، این رویکرد غیرمتمرکز راه حلی پایدار و کم مصرف برای چالش های محیطی داخلی، ارائه کیفیت هوای بهبود یافته و برق تجدیدپذیر در میان افزایش سطح جهانی CO2 ارائه میکند.
چوی گفت: “به ویژه پس از گذر از کرونا، اهمیت کیفیت هوای داخل خانه را می دانیم. بسیاری از منابع می توانند مواد بسیار سمی مانند مصالح ساختمانی و فرش تولید کنند. ما دم و بازدم می کنیم و این باعث ایجاد سطح دی اکسید کربن می شود. همچنین خطرات ناشی از پخت و پز و نفوذ از فضای باز وجود دارد.”
دیدگاهتان را بنویسید