Исследователи из Техниона — Израильского технологического института — разработали метод добычи электричества напрямую из морских водорослей. В ходе экспериментов выяснилось, что сила тока, производимого по этому методу, сравнима с силой тока стандартных солнечных батарей.
Ископаемое топливо, как пишет пресс-служба Техниона, приносит людям массу проблем. Ещё на стадии добычи и транспортировки такого топлива — не говоря уже о его использовании — в атмосферу выбрасываются парниковые газы и другие загрязняющие вещества, что является одной из причин, например, изменений климата. Эти проблемные вопросы стали движущей силой для многих исследователей, которые ищут новые, экологически чистые методы добычи энергии из альтернативных и возобновляемых источников.
Одним из таких методов стало использование био-фотоэлектрохимических ячеек (BPEC) в производстве электричества. Работа таких ячеек базируется на фотосинтезе, который осуществляют, например, цианобактерии (так называют одноклеточные сине-зелёные водоросли). Технология сводится к тому, что цианобактерии фотосинтезируют и производят молекулы, которые в ходе электролитической диссоциации передают электроны к электрической цепи, что позволяет создавать ток.
И всё было бы хорошо, но у этого метода есть минус: он не работает в темноте, а количество вырабатываемых электрических токов невелико, из-за чего с коммерческой точки зрения он малопривлекателен.
Электрогенератор в резервуаре
В поисках более эффективных фотосинтезирующих организмов для систем BPEC учёные пробовали разные растения, вплоть до листьев шпината, но все они так и не нашли массового применения. Одним из последних находок в этой области стали многоклеточные водоросли — их эффективность открыла группа израильских учёных.
«Эта идея пришла мне в голову, когда я однажды пошёл на пляж, — вспоминает Янив Шлосберг, соруководитель исследовательского проекта. — В то время я уже изучал цианобактериальный BPEC и заметил на скале водоросли, которые были похожи на электрические провода. Я сказал себе: поскольку они тоже осуществляют фотосинтез, мы можем использовать их для создания токов».
Водорослями, о которых идёт речь, стали съедобные морские водоросли рода ульва. В Европе, Китае и Японии ульва часто встречается в кулинарии, так как она богата белками, клетчаткой, витаминами и минеральными веществами (особенно железом). Её даже называют «морским салатом» из-за внешнего сходства с листьями салата-латука.
После разработки способа подключения ульвы к BPEC учёные получили токи в тысячу раз большие, чем у цианобактерий, — токи, сила которых находится на уровне тех, которые получены от стандартных фотоэлементов. Профессор Ноам Адир — второй руководитель исследовательского проекта — объяснил это высокой скоростью фотосинтеза в ульве и возможностью использовать морскую воду (естественную среду обитания) в качестве электролита.
Особенностью BPEC на ульве стало ещё и то, что эти водоросли производят электричество даже в темноте благодаря запасам сахаров. Резервуары, в которых содержатся водоросли, не требуется обогащать железом, как в случае с листьями шпината. К ним нужно лишь подключить катоды и аноды.
В исследовании, опубликованным по итогам работы, учёные выразили уверенность, что обнаруженный ими метод послужит развитию недорогих систем BPEC.