Bitkilerden Elektrik Enerjisi - Yeşil Enerji Santralleri

Işık enerjisinin elektrik enerjisine doğrudan dönüşümü, klorofil içeren jeneratörlerin çalışmasının temelini oluşturur. Klorofil ışığa maruz kaldığında elektron verebilir ve bağlayabilir.

1972'de M. Calvin, klorofilin elektrik akımı kaynağı olarak hizmet edeceği, belirli belirli maddelerden aydınlatma altındaki elektronları alıp başkalarına aktarabileceği bir güneş pili yaratma fikrini ortaya attı.

Calvin, klorofil ile temas eden bir iletken olarak çinko oksit kullandı. Bu sistemi aydınlatırken, santimetre kare başına 0.1 mikroamper yoğunluğuna sahip bir elektrik akımı ortaya çıktı.

Bu fotosel uzun süre çalışmadı, çünkü klorofil elektron bağışlama yeteneğini hızla kaybetti. Fotoselin süresini uzatmak için, ilave bir elektron kaynağı olan hidrokinon kullanıldı. Yeni sistemde, yeşil pigment sadece kendi değil, aynı zamanda hidrokinon elektronlarını da verdi.

Hesaplamalar, böyle bir 10 metrekarelik fotoselin yaklaşık kilovat gücüne sahip olabileceğini gösteriyor.

Japon profesör Fujio Takahashi elektrik üretmek için ıspanak yapraklarından çıkarılan klorofil kullandı. Güneş panelinin bağlandığı transistör alıcısı başarılı bir şekilde çalıştı.

Ayrıca, Japonya'da güneş enerjisini bir besin ortamında yetiştirilen siyanobakteriler kullanarak elektrik enerjisine dönüştürmek için çalışmalar devam etmektedir. İnce bir tabaka, şeffaf bir çinko oksit elektroduna uygulanır ve karşı elektrotla birlikte bir tampon çözeltisine daldırılır. Bakteriler şimdi yanıyorsa, devrede bir elektrik akımı görünecektir.

1973'te Amerikalılar W. Stockenius ve D. Osterhelt, Kaliforniya çöllerinin tuz göllerinde yaşayan mor bakterilerin zarlarından alışılmadık bir protein tanımladılar. Buna bacteriorhodopsin adı verildi.

Bakterhodopsinin, halobakterilerin zarlarında oksijen eksikliğine sahip olduğunu belirtmek ilginçtir. Su kütlelerindeki oksijen eksikliği, halobakterilerin yoğun gelişimi durumunda ortaya çıkar.

Bakterhodopsin kullanarak, bakteriler güneşin enerjisini emer, böylece nefes almanın kesilmesinden kaynaklanan enerji açığını telafi eder.

Bakteriorhodopsin, suda doymuş bir sodyum klorür çözeltisine harika gelen bu tuz seven canlıları yerleştirerek halobakterilerden izole edilebilir. Hemen su ve patlama ile taşarlar, içerikleri çevre ile karıştırılır. Ve sadece bakterhodopsin içeren membranlar, protein kristalleri oluşturan pigment moleküllerinin güçlü “salgılanması” nedeniyle yok olmamıştır (yapıyı bilmeden, bilim adamları onlara mor plaklar adını vermiştir).

Onlarda, bakterhodopsin molekülleri triadlara ve triadları düzenli altıgenlere birleştirir. Plaklar diğer tüm halobakteriyel bileşenlerden önemli ölçüde daha büyük olduğu için santrifüj ile kolayca izole edilebilirler. Santrifüjü yıkadıktan sonra, mor renkli bir macunsu kütle elde edilir. Yüzde 75'i bakterhodopsin ve yüzde 25'i protein molekülleri arasındaki boşlukları dolduran fosfolipitlerden oluşur.

Fosfolipidler, fosforik asit kalıntıları ile kombinasyon halinde yağ molekülleridir. Santrifüjde bakterhodopsin ile deney yapmak için uygun koşullar yaratan başka madde yoktur.

Ayrıca, bu karmaşık bileşik çevresel faktörlere karşı çok dayanıklıdır. 100 ° C'ye ısıtıldığında aktivitesini kaybetmez ve yıllarca buzdolabında saklanabilir. Bakteritodopsin asitlere ve çeşitli oksitleyici ajanlara karşı dayanıklıdır.

Yüksek stabilitesinin nedeni, bu halobakterilerin son derece sert koşullarda - esasen tropik ısı ile yakılan çöller alanındaki bazı göllerin suları olan doymuş tuzlu çözeltilerde yaşamalarından kaynaklanmaktadır.

Böyle aşırı tuzlu ve aşırı ısınmış bir ortamda, sıradan zarlara sahip organizmalar var olamaz. Bu gerçek, ışık enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi için bakteriorhodopsinin kullanılması olasılığı ile büyük ilgi çekmektedir.

Kalsiyum iyonlarının etkisi altında çökelen bakterhodopsin aydınlanırsa, bir voltmetre kullanarak membranlar üzerinde bir elektrik potansiyelinin varlığını tespit etmek mümkündür. Işığı kapatırsanız kaybolur. Böylece, bilim adamları, bakterhodopsinin bir elektrik akımı jeneratörü olarak işlev görebileceğini kanıtladılar.

Biyoenerji V.P. Skulachev alanında uzman ünlü bilim insanının laboratuarında, bakteriorhodopsin'i düz bir zara dahil etme süreci ve ışığa bağlı bir elektrik akımı jeneratörü olarak çalışması için koşullar dikkatle incelendi.

Daha sonra aynı laboratuvarda, elektrik akımı protein jeneratörlerinin kullanıldığı elektrik elemanları yaratıldı. Bu elementlerin, bakteriorhodopsin ve klorofil ile fosfolipidlerle emprenye edilmiş membran filtreleri vardı. Bilim adamları, seri olarak bağlanan protein jeneratörleri ile benzer filtrelerin bir elektrik pili olarak kullanılabileceğine inanıyorlar.

V.P. Skulachev laboratuvarında protein jeneratörlerinin kullanımı üzerine yapılan araştırmalar, bilim adamlarının dikkatini çekti. California Üniversitesi'nde, aynı pili yarattılar, bu da bir buçuk saat kullanıldığında ampulün parlamasını sağladı.

Deneysel sonuçlar, bakterhodopsin ve klorofil bazlı foto hücrelerinin elektrik enerjisi üreteçleri olarak kullanılmasını ummaktadır. Gerçekleştirilen deneyler, ışık enerjisini büyük verimlilikle dönüştürebilen yeni tip fotovoltaik ve yakıt hücrelerinin oluşturulmasındaki ilk aşamadır.

Ayrıca bakınız: Diğer alternatif enerji kaynakları

Comments

[#1]

Herkese iyi günler! Pratik olarak güneş yoksa, rüzgar yoksa ne yapmalı, bu nedenle ısı da nereden gelmiyor. Yakacak odun, gaz, yakıt ve yağları atıyoruz. Ve +10 ila -5 arasında bir sıcaklık var. Soru: Elektrik üretmek için bu sıcaklık nasıl kullanılır?

[#2 ısıtıcı motor]

Hayattaki her şey basitçe Helga'dır ve enerji dünya kadar basittir. Benimle basitlik hakkında tartışabilirsiniz, ancak size şunu söyleyeyim, insanlığın bu tarifi bilmesinin çok erken olduğunu. İlk olarak, savaşları ve yıkımı durdurmak için birbirimizle nasıl geçineceğimizi öğrenmeliyiz. İnsanlara çöp yaratmayı değil, yaratıcılığı öğretmeyi öğretmek. Ve sonra gizem gevşer. Sistemin dengesi hakkında endişeleniyorum, eğer hepimiz onu üzecek hiçbir yerimiz yoksa. Beni anlarsanız, kişisel olarak enerji ile ilgili sorunlarınız olmamalıdır. Nerede yaşadığınız, Dünya'nın kutbunda, ayda veya evrenin genişliğinde önemli değil. Sürekli olarak yeterli paranız veya başka kaynaklarınız yoksa, büyük olasılıkla doğa yasalarına göre yaşamayı öğrenene kadar beni anlamayacaksınız. Ve sonra, ancak o zaman bir enerji denizi göreceksiniz ve bu denize akan nehirleri göreceksiniz.