Az alga csodája: fotoszintézis termel áramot egy új energiacellában
Kanadai kutatók alkották meg napjaink talán legforradalmibb eszközét, amivel, ha nagyon nagy mennyiségű energiát nem is, alapvető elektronikák üzemeltetéséhez mindenképpen elegendő áramot lehet előállítani. A megoldás az alga fotoszintézise.
A quebeci Concordia Egyetem tudósai olyan módszert fejlesztettek ki, ami az algák fotoszintézis folyamatából képes energiát nyerni, így új fenntartható energiaforrást kínál. Az intézmény csapata az algákat egy speciális oldatban felfüggesztve, kis teljesítményű cellákba ágyazva bírta energiatermelésre: a modell elektronokat gyűjt, hogy elektromosságot termeljen, közben pedig oxigént termel, így nem egyszerűen zéró kibocsátású, hanem karbonnegatív technológiával kecsegtet.
A kutatók szerint – megfelelő beállítások esetén – a mikro-fotoszintetikus teljesítménycellák (µPSC) elegendő energiát termelnek ahhoz, hogy alacsony vagy ultra-alacsony fogyasztású eszközöket, például IoT érzékelőket működtessenek.
„A µPSC-k integrálása a fenntartható energiaforrások közé jelentős előrelépést jelent, ami potenciálisan különböző, alacsony fogyasztású megoldásokra támaszkodó ágazatokra is hatással lehet” – osztotta meg a kutatócsoport. Egy µPSC rendszerben a méhsejt alakú protoncserélő membrán választja el az anód- és katódkamrákat. A tudósok mikroelektródákat építettek a membrán mindkét oldalára, hogy összegyűjtsék az algák fotoszintézise során kibocsátott töltéseket.
Amikor az algák fotoszintézis útján elektronokat bocsátanak ki, az elektronok az elektródákon keresztül összegyűlnek a membránban, és áramot generálnak. Az eljárás közvetlen napfény nélkül is működik, igaz, alacsonyabb intenzitással.
„Az algák, akárcsak az emberek, folyamatosan lélegeznek, de szén-dioxidot vesznek fel és oxigént bocsátanak ki. A fotoszintézis mechanizmusuk révén elektronokat is kibocsátanak a légzés során – magyarázta Dhilippan Panneerselvam, a tanulmány társszerzője. Az elektromosság termelése nem áll le. Az elektronok folyamatosan gyűlnek a rendszerben.”
Az alga új, még hatékonyabb energiaforrás lehet
A kutatók különböző konfigurációkban tesztelték az µPSC-k teljesítményét. A teljesítménybeli különbségeket a feszültség, az áramerősség és a teljesítmény normalizálásával értékelték, figyelembe véve a gyártási eltéréseket és a változó körülményeket. A tesztek azt mutatták, hogy az µPSC-k soros és párhuzamos kombinációja több energiát generál, mint a kizárólag soros vagy párhuzamos kapcsolás.
A csapat elismeri, hogy a módszerük egyelőre nem tud versenyezni más, nagy alternatív energiaforrásokkal, például a napelemekkel – hiszen egy-egy cella maximális kimeneti feszültsége mindössze 1V. Jelen pillanatban nagy energiaigényű alkalmazásokhoz nem, de olyan alacsony fogyasztású eszközökhöz máris használható, mint amilyenek az IoT érzékelők. Az algaenergia alkalmazása lehetőséget nyújt arra, hogy a fenntartható energiaforrások portfólióját tovább bővítsék, hozzájárulva a környezetbarát technológiai fejlődéshez.
A Concordia Egyetem kutatóinak innovatív megközelítése rávilágít arra, hogy a természetes folyamatok felhasználása miként vezethet új és fenntartható energiaforrásokhoz, amelyek képesek megfelelni a jövő kihívásainak. Az algákból származó energia jelentős potenciállal rendelkezik, különösen a kis teljesítményű eszközök terén, és a kutatás folytatása remélhetőleg további előrelépéseket hoz ezen a területen.
Főoldali kép: Freepik
