صفحات خورشیدی را فراموش کنید، جلبک‌ها می‌آیند!

به گزارش میجیک، محققان دانشگاه کنکوردیا (کنکوردیا) در کانادا راهی برای تولید انرژی از فرآیند فتوسنتز جلبک ها با هدف ارائه یک منبع انرژی پایدار ابداع کرده اند.

به گفته SA، گروه آزمایشگاهی فوتو-زیست میکروسیستم دانشگاه کنکوردیا با معلق کردن جلبک ها در یک محلول خاص و ذخیره آن در سلول های قدرت کوچک انرژی تولید می کند.

این مدل الکترون‌ها را برای تولید الکتریسیته می‌گیرد و آن را نه تنها یک فرآیند انتشار کربن صفر، بلکه یک فناوری انتشار کربن منفی می‌کند.

به گفته محققان، زمانی که سلول‌های قدرت میکروفتوسنتزی (µPSCs) به درستی تنظیم شوند، ظرفیت تولید انرژی کافی برای تامین انرژی ابزارهای بسیار کم مصرف مانند حسگرهای اینترنت اشیا (IoT) دارند.

در یک مقاله تحقیقاتی، این تیم گفت: “ادغام μPSCs در قلمرو منابع انرژی پایدار نشان دهنده گام مهمی به جلو است که می تواند بخش های مختلفی را تحت تاثیر قرار دهد که به راه حل های کم مصرف متکی هستند.”

قدرت جلبک ها را کنترل کنید

در تنظیم μPSC، یک غشای تبادل پروتون به شکل لانه زنبوری، بخش های آند و کاتد سلول میکروفتوسنتزی را تقسیم می کند.

محققان میکروالکترودهایی را در دو طرف غشاء ساختند تا بار آزاد شده توسط جلبک ها در طول فتوسنتز را جمع آوری کنند. هر محفظه کوچک است و اندازه آن فقط دو سانتی متر در دو سانتی متر در چهار میلی متر است.

محفظه آند حاوی یک محلول دو میلی لیتری است که در آن جلبک ها معلق هستند، در حالی که کاتد با فریسیانید پتاسیم، گیرنده الکترون پر شده است.

به گفته محققان، زمانی که جلبک ها به دلیل فتوسنتز شروع به انتشار الکترون می کنند، الکترون ها جمع آوری شده و از طریق الکترودهای موجود در غشاء هدایت می شوند و باعث ایجاد جریان می شوند.

با این حال، پروتون ها از غشاء عبور کرده و وارد کاتد می شوند و باعث اکسید شدن و کاهش فروسیانید پتاسیم می شوند. این فرآیند بدون نور مستقیم خورشید حتی با شدت کم نیز کار می کند.

دیلیپان پانیرسلوان، دانشجوی دکترای دانشگاه کنکوردیا و یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه ای گفت: جلبک ها مانند انسان ها دائماً نفس می کشند، اما دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کنند. به دلیل دستگاه فتوسنتز، در طول تنفس نیز الکترون آزاد می کند.

راهی کارآمد و سازگار با محیط زیست

محققان عملکرد سلول‌های قدرت میکروفتوسنتزی (µPSCs) را در پیکربندی‌های مختلف آزمایش کردند.

در یک مجموعه، پیکربندی شامل دو میکروPSC به صورت سری با سه میکروPSC موازی، سه میکروPSC به صورت سری با دو میکروPSC به صورت موازی، چهار میکروPSC به صورت سری با دو مجموعه دیگر به صورت سری و دو مجموعه به صورت موازی، و پنج میکروPSC در این سری در به موازات μPSC.

آزمایش‌ها نشان می‌دهند که ترکیب آرایه‌های سری و موازی سلول‌های قدرت میکروفتوسنتزی (µPSCs) نسبت به استفاده از اتصالات سری یا موازی، توان بیشتری تولید می‌کند.

با این حال، تیم ناتوانی این سیستم در رقابت با روش های تولید انرژی جایگزین مانند سلول های خورشیدی را تایید می کند. زیرا سلول های میکروفتوسنتزی تنها حداکثر ولتاژ 1.0 ولت دارند.

با این حال، با تحقیق و توسعه کافی، از جمله فناوری یکپارچه سازی با کمک هوش مصنوعی، محققان بر این باورند که این فناوری می تواند به یک منبع انرژی قابل دوام، مقرون به صرفه و پاک در آینده تبدیل شود.

این تیم تاکید کرد که این سیستم از گازهای مضر یا فیبرهای میکرو مورد نیاز برای فناوری تولید سیلیکون که سلول‌های فتوولتائیک به آن متکی هستند، استفاده نمی‌کند.

همچنین، حذف تراشه های کامپیوتری سیلیکونی کار آسانی نیست.

محققان می گویند: «ما از پلیمرهای زیست سازگار استفاده می کنیم، بنابراین کل سیستم به راحتی قابل تجزیه است و تولید آن بسیار ارزان است.

جزئیات این مطالعه در مجله Energies منتشر شده است.

انتهای پیام