Статьи

Наш союзник Bikinika

Главная › Новости

Американские ученые получили электричество непосредственно из водоросли

Опубликовано: 10.11.2018

HOME (2009)

Американские ученые получили электричество непосредственно из водоросли

Нынешний опыт – первый шаг к практически пригодным системам получения биоэлектричества.

Мы считаем, что первыми извлекли электроны из живой растительной клетки", — заявил один из авторов эксперимента Вон Хёун Рю (WonHyoung Ryu) из Стэнфорда (Stanford University).

Устройство и работа мозга

Cпециалисты Стенфордского университета изготовили очень тонкий золотой наноэлектрод. Они аккуратно внедрили его в одноклеточную зелёную водоросль Chlamydomonas reinhardtii, нацеливая в хлоропласты. Клетка осталась жива.

Рис. 1. Изображение клетки C. reinhardtii, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа

Thorium: An energy solution - THORIUM REMIX 2011

Авторы опыта показали, что могут перехватывать возбуждённые светом электроны до того момента, как те будут использованы в процессах синтеза сахаров и полисахаридов. Ток от единственной клетки достигал 1,2 пикоампера.

Рис. 2. Слева показана схема клетки и место, в которое попадает электрод. Справа: фотосинтез – процесс многостадийный, в нём возбуждённые электроны последовательно передаются через белковые молекулы к реакционным центрам, где они используются в ходе химических реакций. Здесь показаны различные места цепочки передачи энергии, в которые вклинивается наноэлектрод.

Пока одни учёные открывают новые чудеса фотосинтеза, другие пытаются его «укротить», а третьи — создают аналоги, растения преспокойно пользуются удивительным механизмом, отшлифованным до совершенства миллионами лет эволюции.

Человек давно извлекает накапливаемую фотосинтезирующими организмами энергию, банально сжигая дрова, а в последние годы появились более рациональные технологии вроде синтезаторов топлива, работающих на водорослях.

Но Рю и его коллеги считают, что «прямое биоэлектричество» — намного более эффективный путь сбора энергии от зелёных растений, чем сжигание топлива, к тому же не ведущий к выбросу углекислого газа. Они говорят, что КПД их живой фотоэлектрической системы с перехватом достиг 20%, а теоретически может быть доведён почти до 100%.

Правда, пока проколотая клетка умирает через час, вероятно, из-за повреждённой мембраны и также из-за нехватки энергии, которую люди откачивают вовне. Группа экспериментаторов работает над изменением электрода, чтобы попытаться продлить жизнь водоросли.

Детали работы изложены в статье в Nano Letters: WonHyoung Ryu, Seoung-Jai Bai, Joong Sun Park, Zubin Huang, Jeffrey Moseley, Tibor Fabian, Rainer J. Fasching, Arthur R. Grossman and Fritz B. Prinz Direct Extraction of Photosynthetic Electrons from Single Algal Cells by Nanoprobing System.  – Nano Lett. ? 2010.? 10(4). ? pp.1137–1143.

Статья подготовлена Филипповым Ю. П.

Umanoid on Thursday 15 April 2010 - 09:39:00