تولید برقی از گیاهان با یک فناوری حیرت انگیز

برای اولین بار برخی محققان برای تولید برق در قالب یک پیل سوختی فتوسنتزی از فرایند فتوسنتز در گیاهان استفاده کردند.

به گزارش خبرگزای علم و فناوری، این روش برای توسعه فناوری‌ های سبز در آینده قابل استفاده است از گیاهان اغلب به عنوان منبع غذا، اکسیژن و تزئینات یاد می‌شود اما نه منبع برق. که با مهار نقل و انتقال طبیعی الکترون ها در سلول های گیاهی، با این حال، طبق اکتشافات دانشمندان امکان تولید برق به عنوان بخشی از یک سلول خورشیدی بیولوژیک سبز وجود دارد.

در نشریه  ACS Applied Materials & Interfaces تازه منتشر شده محققان برای اولین بار با استفاده از یک گیاه گوشتی (succulent) یک «سلول خورشیدی بیولوژیک» زنده که بر اساس فتوسنتز کار می‌کند، ایجاد کنند.

بطور طبیعی الکترون ها به عنوان بخشی از فرایندهای بیولوژیک در همه سلول های زنده جابه‌جا می‌شوند. می توان با وارد کردن الکترودها از این الکترون ها برای تولید برق جهت مصرف خارجی استفاده کرد. تحقیقات گذشته موفق به ساخت پیل های سوختی با استفاده از باکتری‌ شده بود اما اینها مستلزم تغذیه مداوم بودند. این رویکرد جدید از فرایند فتوسنتز، یعنی فرایندی که گیاهان با استفاده از آن انرژی نور را به انرژی شیمیایی تبدیل واستفاده می‌کند

جریان نور، در طول این فرایند،‌  الکترون ها را از آب به حرکت درمی‌آورد که در نهایت به تولید اکسیژن و قند منجر می‌شود. این به معنی آن است که سلول های زنده فتوسنتزی بطور مداوم در حال ساخت جریانی از الکترون ها هستند که می‌توان آنها را به عنوان یک «جریان نوری» (photocurrent) مهار کرده و مانند یک سلول خورشیدی از آن برای تامین برق یک مدار خارجی استفاده کرد.

در محیط های خشک، گیاهان خاصی مانند گیاهان گوشتی یافت شده پوست ضخیمی برای نگهداری آب و مواد مغذی در درون برگ های خود دارند. تعدادی از محققان بر آن شدند تا این مساله را آزمایش کنند که آیا می‌توان با استفاده از آب و مواد غذایی درون گیاهان به عنوان محلول الکترولیت یک پیل سوختی الکتروشیمیای، درون گیاهان گوشتی از فتوسنتز برای تولید برق مصرفی پیل های خورشیدی زنده استفاده کرد.

با استفاده از یک گیاه گوشتی موسوم به Corpuscularia lehmannii با نام «گیاه یخ» هم شناخته شده است یک پیل خورشیدی زنده ایجاد کردند. آنها یک «آند» آهنی و یک «کاتد» پلاتینومی را وارد یکی از برگ های این گیاه کردند و دریافتند که ولتاژ آن به میزان ۰.۲۸ ولت (V) است.

زمانی که به درون یک مدار وصل شد،‌ جریان نوری به میزان ۲۰ µA/cm۲ تولید کرد. هر چند این اعداد کمتر از روش آنها می تواند فناوری‌های انرژی سبز و پایدار و چندمنظوره را در آینده توسعه دهد.

 

زمان انتشار: چهارشنبه ۲۸ دی ۱۴۰۱ - ۱۱:۱۷:۳۸

شناسه خبر: 103760

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب