ДНК, слизь, бактерии-обжоры и капли: альтернативные способы добычи энергии в будущем
Ученые не перестают искать альтернативные источники энергии, а компании монетизируют это модное на фоне всплеска внимания к экологии направление. Расскажем, какие способы добычи уже нашли люди, и разберем, насколько они действенны.
Энергия из самой жизни
Еще в прошлом десятилетии ученые пришли к выводу, что ДНК способна проводить электрический ток при определенной последовательности в ней генетических «букв».
В 2021 г. немецкие ученые нашли способ синтеза особо сложной структуры из молекул на основе ДНК. Такие молекулярные системы еще называют супрамолекулярными.
В их основе — многогранное соединение из молекул, крайне похожее своей выпуклой структурой на футбольный мяч. Впрочем, по этой причине их иногда так и называют для упрощения. Научное же название основы этой системы — фуллерен.
Исследователи объединили эту структуру с красителем, который способен поглощать солнечный свет и отдавать энергию фуллерену. Чтобы ток не прекращался, такие супрамолекулы разместили по спирали ДНК.
В идеальном будущем на крышах домов можно было бы размещать солнечные батареи с применением этой необычной технологии. Ученые считают, что этот способ получения энергии будет более дешевым, прочным и долговечным, чем привычные нам аналогичные батареи. Но насколько удачной и распространенной станет эта технология — покажет лишь время.
Всемогущая слизь
В начале февраля ученые из Гуэлфского университета опубликовали в научном журнале «Journal of molecular liquids» работу с описанием необычной слизи, способной вырабатывать электричество при сжатии. У нее натуральный состав — 90% воды, олеиновая кислота, которая содержится в оливковом масле, и аминокислоты.
Применение такой жидкости может быть разнообразным. Например, она полезна в заживлении ран — способна усиливать электрические сигналы, которые тело посылает к поврежденному участку, поэтому из слизи можно делать «умные» пластыри.
Сейчас разработка находится на стадии тестирования. Исследователи считают, что со временем, кроме медицинских целей, ее можно будет применять в энергетике. Это довольно выгодное решение на фоне того, что основа слизи — вода, что делает материал относительно недорогим.
Кстати, в теории в будущем изобретенную слизь можно будет использовать в рамках волновой энергетики — но не в океанах и морях, а прямо под полом, по которому ходят люди. Шаги будут создавать естественные волны, передающиеся от покрытия пола к жидкости, для сбора энергии.
Читайте также: С заботой о планете. Как работает альтернативная энергетика
Бактерия-обжора
В природе существуют так называемые электрогенные бактерии, то есть те, которые способны источать электричество. Они есть в почве, на дне океана и даже в наших желудках.
В 2013 г. ученые из Стэнфордского университета сумели совместить два полезных свойства таких бактерий: очистку и, собственно, электрогенерацию. В лаборатории исследователи создали своего рода прототип электрогенератора, который выглядел как емкость, в которую помещены два электрода. Емкость была заполнена водой, где электрогенные бактерии поглощали органические отходы. В процессе они генерировали электроны, которые перемещались к аноду и таким образом создавали электрический ток.
Вероятно, технологию в будущем можно было бы применять, например, на очистных сооружениях канализации, а также для очистки водоемов.
«Такие бактерии выступают альтернативой для получения энергии из растворимых доноров электронов. По сравнению с производством метана с помощью ТЭЦ этот способ, вероятно, будет иметь меньше проблем с безопасностью и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, поскольку исключается производство метана», — писали авторы.
Выгодный старт в БКС: Кешбэк и акции в подарок новым клиентам
ИнвестироватьКапли воды — маленькие да удаленькие
Вода — мощная стихия, которую человек уже использует в целях получения энергии. Правда, в этом контексте мы обычно представляем гигантские дамбы, приливные электростанции и прочее.
Ученые Городского университета Гонконга разработали генератор, которые производит электричество с помощью падающих капель воды. Устройство состоит из покрытого тефлоном слоя оксида и олова, который соединен алюминием. Такой материал способен задерживать и накапливать внутри заряд. Но откуда ему взяться?
Материал водоотталкивающий, поэтому упавшая капля распределяется по поверхности, возникает электрический заряд. Чем больше капель, тем больше энергии копится.
«Примерно после 16 000 падений поверхностный заряд достигает стабильного значения около 50 нанокулонов», — рассказал руководитель проекта Цзункай Ван.
По его словам, капля воды объемом 100 микролитров, которая падает с высоты 15 сантиметров, может генерировать напряжение в 140 вольт и ток в 270 микроампер, — этого достаточно, чтобы зажечь сотню небольших светодиодных лампочек.
Так как кинетическая энергия падающей воды возникает под действием силы тяжести, ее можно считать доступной и возобновляемой. Кто знает, возможно, эту технологию в будущем будут широко применять.
БКС Мир инвестиций