Thể loại: Bài viết nổi bật » Sự thật thú vị
Số lượt xem: 51172
Bình luận về bài viết: 2
Năng lượng điện từ thực vật - nhà máy điện xanh
Sự chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện làm cơ sở cho hoạt động của các máy phát điện có chứa chất diệp lục. Chất diệp lục có thể cho và gắn các electron khi tiếp xúc với ánh sáng.
Năm 1972, M. Calvin đưa ra ý tưởng tạo ra pin mặt trời, trong đó chất diệp lục sẽ đóng vai trò là nguồn điện, có khả năng lấy đi các electron từ một số chất cụ thể dưới ánh sáng và chuyển chúng sang các chất khác.
Calvin đã sử dụng oxit kẽm làm chất dẫn điện tiếp xúc với chất diệp lục. Khi chiếu sáng hệ thống này, một dòng điện có mật độ 0,1 microamper trên mỗi cm vuông xuất hiện trong nó.
Tế bào quang điện này không hoạt động lâu, vì diệp lục nhanh chóng mất khả năng tặng điện tử. Để kéo dài thời gian của tế bào quang điện, một nguồn điện tử bổ sung, hydroquinone, đã được sử dụng. Trong hệ thống mới, sắc tố xanh đã cho đi không chỉ các electron của riêng nó, mà cả các electron hydroquinone.
Các tính toán cho thấy một tế bào quang điện 10 mét vuông như vậy có thể có sức mạnh khoảng kilowatt.
Giáo sư Nhật Bản Fujio Takahashi đã sử dụng chất diệp lục chiết xuất từ lá rau bina để tạo ra điện. Máy thu bóng bán dẫn mà bảng điều khiển năng lượng mặt trời được kết nối hoạt động thành công.
Ngoài ra, nghiên cứu đang được tiến hành tại Nhật Bản về việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện bằng cách sử dụng vi khuẩn lam được nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng. Một lớp mỏng của chúng được áp dụng cho một điện cực trong suốt của oxit kẽm và cùng với điện cực đếm, được ngâm trong dung dịch đệm. Nếu bây giờ vi khuẩn được chiếu sáng, một dòng điện sẽ xuất hiện trong mạch.
Năm 1973, người Mỹ W. Stockenius và D. Osterhelt đã mô tả một loại protein bất thường từ màng của vi khuẩn tím sống trong các hồ muối của sa mạc California. Nó được gọi làacteriorhodopsin.
Thật thú vị khi lưu ý rằng vi khuẩn kháng sinh xuất hiện trong màng của vi khuẩn halobacteria với việc thiếu oxy. Thiếu oxy trong cơ thể nước xảy ra trong trường hợp phát triển mạnh của vi khuẩn halobacteria.
Sử dụng phương pháp diệt khuẩn, vi khuẩn sẽ hấp thụ năng lượng của mặt trời, do đó bù đắp sự thiếu hụt năng lượng do ngừng thở.
Bacteriorhodopsin có thể được phân lập từ halobacteria bằng cách đặt những sinh vật yêu thích muối này cảm thấy tuyệt vời trong dung dịch natri clorua bão hòa trong nước. Ngay lập tức chúng tràn nước và vỡ, trong khi nội dung của chúng bị trộn lẫn với môi trường. Và chỉ các màng chứa vi khuẩn kháng sinh không bị phá hủy do sự đóng gói mạnh mẽ của các phân tử sắc tố hình thành các tinh thể protein (mà không biết cấu trúc, các nhà khoa học gọi chúng là các mảng màu tím).
Trong đó, các phân tửacteriorhodopsin được kết hợp thành bộ ba và bộ ba thành hình lục giác đều. Vì các mảng bám lớn hơn đáng kể so với tất cả các thành phần halobacteria khác, chúng có thể dễ dàng được phân lập bằng cách ly tâm. Sau khi rửa máy ly tâm, thu được một khối màu tím nhạt. 75 phần trăm của nó bao gồm vi khuẩn kháng sinh và 25 phần trăm phospholipid lấp đầy khoảng trống giữa các phân tử protein.
Phospholipids là các phân tử chất béo kết hợp với dư lượng axit photphoric. Không có các chất khác trong máy ly tâm, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc thử nghiệm với phương pháp diệt khuẩn.
Ngoài ra, hợp chất phức tạp này rất bền với các yếu tố môi trường. Nó không mất hoạt động khi được làm nóng đến 100 ° C và có thể được lưu trữ trong tủ lạnh trong nhiều năm. Bacteriorhodopsin kháng axit và các tác nhân oxy hóa khác nhau.
Lý do cho sự ổn định cao của nó là do các vi khuẩn halobacteria này sống trong điều kiện cực kỳ khắc nghiệt - trong các dung dịch muối bão hòa, về bản chất là nước của một số hồ trong khu vực sa mạc bị đốt cháy bởi sức nóng nhiệt đới.
Trong một môi trường cực kỳ mặn và quá nóng, những sinh vật có màng bình thường không thể tồn tại. Thực tế này rất đáng quan tâm liên quan đến khả năng sử dụng phương pháp diệt khuẩn làm biến thế năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
Nếu vi khuẩn kháng sinh kết tủa dưới ảnh hưởng của các ion canxi được chiếu sáng, thì sử dụng vôn kế có thể phát hiện sự hiện diện của một điện thế trên màng. Nếu bạn tắt đèn, nó sẽ biến mất. Do đó, các nhà khoa học đã chứng minh rằngacteriorhodopsin có thể hoạt động như một máy phát điện.
Trong phòng thí nghiệm của nhà khoa học nổi tiếng, chuyên gia trong lĩnh vực năng lượng sinh học V.P. Skulachev, quá trình kết hợp vi khuẩn kháng sinh vào màng phẳng và các điều kiện để hoạt động như một máy phát dòng điện phụ thuộc vào ánh sáng đã được nghiên cứu cẩn thận.
Sau đó, trong cùng một phòng thí nghiệm, các yếu tố điện đã được tạo ra trong đó các máy tạo protein của dòng điện được sử dụng. Những yếu tố này có các bộ lọc màng được ngâm tẩm với phospholipids với phương pháp diệt khuẩn và diệp lục. Các nhà khoa học tin rằng các bộ lọc tương tự với máy tạo protein, được kết nối nối tiếp, có thể hoạt động như một pin điện.
Nghiên cứu về việc sử dụng máy tạo protein trong phòng thí nghiệm của V.P. Skulachev đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Tại Đại học California, họ đã tạo ra cùng một loại pin, khi được sử dụng trong một tiếng rưỡi, đã làm cho bóng đèn phát sáng.
Các kết quả thí nghiệm cho hy vọng rằng các tế bào ảnh dựa trên vi khuẩn kháng sinh và diệp lục sẽ được sử dụng làm máy phát năng lượng điện. Các thí nghiệm được thực hiện là giai đoạn đầu tiên trong việc tạo ra các loại pin quang điện và nhiên liệu mới có khả năng biến đổi năng lượng ánh sáng với hiệu quả cao.
Xem thêm: Các nguồn năng lượng thay thế khác
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: