Батарея, работающая на фотосинтезе

25.01.2023

Растения часто считаются источниками пищи, кислорода и украшения, но не источником электричества. Однако ученые обнаружили, что, используя естественный транспорт электронов в растительных клетках, можно производить электроэнергию как часть биологической экологической солнечной батареи.

Ученеые впервые использовали суккулентное растение для создания живой "биосолнечной батареи", работающей с помощью фотосинтеза.

Электроны естественным образом транспортируются как часть био процессов во всех живых клеточках, от микробов и грибов до растений и животных. Благодаря введению электродов клетки можно использовать для производства электроэнергии, которую можно использовать снаружи. Предыдущие исследования создавали топливные элементы с использованием бактерий, но они нуждались в постоянном питании. Этот новый подход использует фотосинтез, процесс, посредством которого растения превращают энергию света в химическую энергию, чтобы генерировать ток.

Во время этого процесса свет запускает поток электронов из воды, что приводит к образованию кислорода и сахара. Это означает, что живые фотосинтетические клетки постоянно производят поток электронов, которые можно оттянуть как фотофоток и использовать для питания внешнего контура, как солнечный элемент.

Некоторые растения, например суккуленты в засушливой среде, имеют толстую кутикулу, которая содержит воду и питательные вещества в листьях. Янов Шлосберг, Гади Шустер и Адир хотели впервые проверить, может ли фотосинтез в суккулентах создавать энергию для живых солнечных элементов, используя их внутреннюю воду и питательные вещества как раствор электролита электрохимического элемента.

Исследователи создали живую солнечную батарею, используя суккулент Corpuscularia lehmannii, который также называют "ледяным растением". Они вставили железный анод и платиновый катод в один из листьев растения и обнаружили, что его напряжение составляло 0,28 В. При подключении к цепи он производил плотность фототока до 20 мкА/см 2 под действием света и мог продолжать производить ток более суток. Хотя эти цифры меньше, чем у традиционной щелочной батареи, они отображают только одну створку.

Предыдущие исследования подобных органических устройств свидетельствуют о том, что последовательное соединение нескольких створок может увеличить напряжение. Команда специально разработала живой солнечный элемент таким образом, чтобы протоны во внутреннем растворе листьев могли объединяться с образованием газообразного водорода на катоде, и этот водород можно собирать и использовать в других целях.

<< Назад: Пучок холодных атомов без лазерного охлаждения 26.01.2023

>> Вперед: Световое загрязнение затрудняет наблюдение за звездами 25.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Ультрафиолет делает мозг умнее 23.05.2018 Ультрафиолетовое излучения имеет свои плюсы и минусы. К минусам относится то, что он повреждает клеточную ДНК и может спровоцировать рак кожи, среди плюсов - то, что ультрафиолет стимулирует появление витамина D. Исследователи из Научно-технического университета Китая открыли еще одно полезное свойство ультрафиолета - он стимулирует активность нейронов, помогая мозгу в обучении. Изучая химический состав нейронов, Вэй Сюн (Wei Xiong) и его коллеги вдруг заметили, что среди "внутринейронных" молекул есть уроканиновая кислота. Это было странно, так как она обычно появляется в ответ на УФ-излучение, и найти ее можно в клетках кожи; есть она и в некоторых других органах, например в печени - но никто и никогда не видел уроканиновую кислоту в нейронах мозга. Дальнейшие эксперименты с мышами показали, что ошибки тут нет: бритых мышей в течение двух часов облучали средневолновым ультрафиолетом, или ультрафиолетом B (доза излучения примерно соответствовала той, которую получает человек при солнечном ожоге) - и в мозге животных действительно появлялась уроканиновая кислота. Но если в коже она нужна для того, чтобы поглощать ультрафиолет и тем самым защищать клетки от повреждений и мутаций, то зачем она нужна в мозге? Про уроканиновую кислоту известно, что она появляется при превращении аминокислоты гистидина в глутаминовую кислоту. Как мы знаем, глутаминовая кислота, или глутамат - один из главных нейромедиаторов, помогающий передавать возбуждающие сигналы между нейронами. И, как оказалось, в тканях мозга вслед за уроканиновой кислотой повышался уровень и глутамата тоже. Оставалось только проверить, как работают нейроны у мышей после УФ-облучения. Как и следовало, наверно, ожидать, те нервные клети, которые используют в качестве нейромедиатора глутамат, обменивалась импульсами с большей эффективностью. И, самое главное, у облученных мышей улучшались когнитивные функции: они быстрее запоминали какие-то новые сведения и быстрее выучивали, что они должны сделать - по сравнению с теми, которых ультрафиолетом не облучали. Если же в нейронах отключали фермент, который превращает уроканиновую кислоту в глутаминовую, то никакого стимулирующего эффекта от ультрафиолета не было, ни на уровне нейронных импульсов, ни на уровне поведения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026