тел. +380(57)625-13-94

Электроэнергия из растений

22.06.2013

356c4553810854e1daec35c0b86b28cf[1]В основе работы содержащих хлорофилл генераторов лежит преобразование в электрическую световой энергии. Под воздействием солнца хлорофилл способен присоединять или отдавать электроны.

В 1972 году М.Кальвином была предложена идея создания такого фотоэлемента, источником электротока для которого был бы хлорофилл, который при воздействии света от одних веществ отбирал электроны, а другим передавал. Однако хлорофилл достаточно быстро терял эту способность, поэтому было решено использовать гидрохинон. По расчетам, такой фотоэлемент может обладать мощностью в 1 кВт при площади в 10 м.кв.

Ученый из Японии получил электричество из листьев шпината, и приемник на такой солнечной батарее отлично работал. Кроме этого, в Японии исследуют возможность превращения солнечной энергии в электрическую с использованием цианобактерий.

В 1073 году был описан необычный белок бактериородопсин. Он возникает в мембранах бактерий при дефиците кислорода. С помощью этого белка галобактерии компенсируют недостаток энергии, возникающий вследствие прекращения дыхания, за счет усвоения энергии Солнца.

Бактериородопсин выделяют из галобактерий, для этого их бросают в воду, где они, переполненные водой, лопаются. Их мембраны остаются невредимыми из-за прочных белковых кристаллов, образованных молекулами пигмента, называемых фиолетовыми бляшками.

Эти бляшки гораздо крупней других компонентов бактерий, поэтому их выделяют с помощью центрифуги. Полученная фиолетовая масса на 75% будет состоять из бактериородопсина и на четверть из фосфолипидов.

Фосфолипиды представляют собой соединение молекул жиров с остатками фосфорной кислоты. Это соединение обладает устойчивостью к факторам окружающей среды. Оно не лишается своих свойств при нагревании до 100 градусов и в холодильнике тоже может храниться годами. Также бактериородопсин устойчив к различным окислителям и кислотам.

Обусловлено его высокая устойчивость тем, что галобактерии, из которых он добывается, вынуждены обитать в крайне суровых условиях – концентрированных солевых растворах. В такой соленой и перегретой среде бактерии с обычными мембранами не выживут. Это особенно интересно в связи с возможностью применения бактериородопсина как трансформатора энергии Солнца в электрическую.

Если выпавший под воздействием ионов кальция в осадок бактериородпсин осветить, то можно обнаружить вольтметром наличие электрического потенциала  на этих мембранах. Если свет выключить, то он исчезнет. Так ученые доказали возможность применения бактериородопсина как генератора тока.

В лаборатории  В. Скулачева пристально исследовался процесс функционирования бактериородопсина в качестве генератора электротока. Эксперименты этой лаборатории заинтересовали ученых Калифорнийского университета.

Результаты всех этих исследований позволяют надеяться, что фотоэлементы на бактериородопсине найдут применение в будущем в качестве генераторов тока.