Ученые превратили листья лотоса в генератор электроэнергии: как это работает

Китайские ученые из Университета сельского хозяйства и лесного хозяйства города Фуцзянь создали метод гидроэлектрогенерации электроэнергии, основанный на транспирации живых листьев, превращает листья в устойчивый, непрерывный источник энергии, пишет Interesting Engineering.

Команда продемонстрировала генератор, использующий лист лотоса для питания небольших устройств. Потенциально это позволит создавать сети электроснабжения на основе растений. Подробности исследования были опубликованы в журнале Nature.

Гидроэлектроэнергия вырабатывается за счет движения воды по твердым поверхностям, однако современные устройства зависят от постоянного источника воды, что ограничивает их использование территориями вблизи рек или плотин.

Естественный процесс транспирации у растений, при котором вода перемещается от корней к листьям и испаряется, содержит в себе огромную скрытую энергию, но редко используется для получения энергии.

Исследователи создали прототип устройства, которое генерирует электричество посредством транспирации с использованием живого листа лотоса. Они подсчитали, что сбор транспирационной энергии растений во всем мире может производить 67,5 тераватт-часов электроэнергии в год.

Ученые утверждают, что при дальнейших исследованиях и технических достижениях этот метод может стать коммерчески жизнеспособным и широко используемым источником энергии.

Во время испарения между устьицами на поверхности листа и корнями растения образуется градиент водного потенциала. Это восходящее движение воды создает разность электрических потенциалов между электродами, что позволяет осуществлять непрерывную генерацию электроэнергии, особенно в солнечную погоду.

На производительность устройства влияют различные факторы. Более толстый диаметр стержня, более высокие температуры увеличивают выход.

Однако более высокая влажность снижает эффективность. Для более широкого коммерческого использования необходимо решить такие проблемы, как повышение эффективности генерации электроэнергии одним листом, оптимизация сбора и хранения энергии. Также важно заняться расширением сценариев применения.

Исследователи работают над улучшением контакта между растением и электродом, изучением роли транспирации растений в выработке электроэнергии и интеграцией LTG с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнце.

Испытания различных видов растений подтвердили их способность вырабатывать электроэнергию, что свидетельствует о широком потенциале выработки электроэнергии за счет транспирации растений.