Енергію сонця добули без панелей: на що здатна нова "жива" батарея

Команда з Куньмінського університету науки і технологій і Массачусетського університету в Амхерсті показала, що звичайні ґрунтові бактерії Bacillus megaterium у поєднанні з мінералами заліза можуть формувати систему, що працює як геохімічний конденсатор, що перезаряджається, пише EurekAlert.

Як це працює

Живу біоплівку виготовляють із бактерій та оксиду заліза (іржі). Коли на поверхню потрапляє сонячне світло, вона поглинає фотони і накопичує отриману енергію у вигляді електронів. Пізніше, вже в повній темряві, плівка починає поступово вивільняти ці електрони, запускаючи хімічні реакції, що руйнують забруднювачі землі, як-от антибіотики тетрациклін і хлорамфенікол.

"Наші результати показують, що ґрунтові мікроорганізми та мінерали можуть разом функціонувати як крихітні природні батареї. Ця система може вловлювати сонячне світло протягом дня і використовувати цю енергію вночі для видалення забруднювачів", — пояснив професор Бо Пан.

Перші тести

Механізм заснований на циклічності станів заліза (Fe(II) і Fe(III)), якому допомагає метаболізм бактерій. Це свого роду "електронне реле", яке забезпечує зберігання і поступове вивільнення енергії.

Під час лабораторних експериментів система згенерувала і накопичила заряд у 8,06 мікрокулон на квадратний сантиметр. Після однієї години перебування на світлі "жива батарея" змогла в повній темряві зруйнувати до 22% антибіотиків у ґрунті.

Електрохімічний аналіз підтвердив, що така взаємодія мінералів і мікробів створює ефективний канал для передавання заряду і знижує втрати енергії, формуючи такий собі біологічний псевдоконденсатор.

Де буде використовуватися

Відкриття має цікавий потенціал для створення дешевих і повністю автономних систем очищення. Оскільки технологія не потребує ідеальних умов і працює навіть із брудною водою, її можна використовувати для відновлення забруднених ґрунтів і ґрунтових вод. Це стане в пригоді щонайменше в сільському господарстві.

Крім того, на думку дослідників, подібні системи можуть стати джерелом живлення для малопотужних пристроїв у віддалених місцях, наприклад, для сенсорів на фермах або в лісах, для аварійного освітлення під час блекаутів або для носимих медичних датчиків.

Раніше Фокус повідомляв про створення акумулятора без літію, який на 70% дешевший за аналоги. Британська компанія EQONIC показала передову технологію акумуляторів, здатну знизити вартість зберігання енергії на 70%. Нова батарея не містить літію, натрію і рідкоземельних металів, що робить її недорогою та екологічною.