Сине-зеленые водоросли были первыми организмами на Земле, которые выработали способность производить кислород. С помощью фотосинтеза они преобразуют свет в химическую энергию и кислород. Американские исследователи решили использовать это свойство водорослей, интегрировав их в новую концепцию "искусственного растения".
Система разработана учеными из Университета Бингемтона, штат Нью-Йорк. Идея создания искусственного растения пришла к исследователям в результате одного из экспериментов с биологическими солнечными элементами. Команда обнаружила, что один из результатов оказался гораздо более эффективным, чем предполагалось изначально. Потому ученые решили развивать эту идею дальше.
Как это работает?
Искусственное растение может удалять углекислый газ из воздуха и генерировать достаточно электрической энергии для зарядки небольших портативных устройств, таких как смартфоны. Оснащенное сине-зелеными водорослями, устройство гораздо эффективнее настоящих растений в фильтрации CO2 в закрытой среде, поскольку оно может использовать искусственный внутренний свет для управления процессом фотосинтеза.
Устройство может удалять 90 процентов углекислого газа в помещении, снижая уровень CO2 с 5000 ppm до 500 ppm. Для сравнения, биологические растения достигают только 10-процентного снижения CO2. Эта технология может значительно улучшить качество воздуха. Также она производит достаточное количество биоэлектричества для питания портативной электроники.
Исследование подчеркивает, что уровень CO2 в помещении часто намного выше, чем на улице, особенно в городских районах, где люди склонны проводить более 80 процентов своего времени в помещении. Это становится растущей проблемой для здоровья, особенно потому что "традиционные" методы фильтрации воздуха теряют свою эффективность из-за глобального потепления и загрязнения.
Биологические солнечные элементы
Искусственное растение имеет пять листьев, каждый из которых содержит "биологические солнечные элементы". Оно требует воды и питательных веществ, как и натуральное растение. Система имитирует процессы, питающие естественный фотосинтез, такие как транспирация и капиллярное действие, с побочными продуктами в виде кислорода и напряжения холостого хода 2,7 В, а также максимальной выходной мощности 140 мкВт.
Растение продемонстрировало свой потенциал как система двойного назначения для улучшения качества воздуха и генерации устойчивой энергии. По словам профессора Университета Бингемтона Сеохёна Чои, устройству все еще требуется некоторая доработка, но оно скоро может стать домашним предметом первой необходимости, предлагая значительные преимущества и улучшения качества жизни.
Результаты исследования опубликованы в журнале в Advanced Sustainable Systems.
