Võimsus/jõudlusbitid: 1. veebruar

Merevetikatest inspireeritud energia kogumine
Daliani mereülikooli, Georgia tehnoloogiainstituudi ja Sun Yat-seni ülikooli teadlased töötasid välja paindlikud elektrigeneraatorid, mis matkima merevetikate kõikumist pinna- ja veealuseid laineid tõhusalt elektrienergiaks muundada, et toita merel põhinevaid seadmeid.

Andurite võrgud on levinud üle rannikuvööndite, kogudes teavet hoovuste, loodete ja veekvaliteedi kohta ning pakkudes laevadele navigeerimisabi. Sageli toetuvad need andurid patareidele, mis tuleb välja vahetada ja ei asu päikese- või tuuleenergia ärakasutamiseks sobivas kohas.

Merepõhjas elavatest taimedest inspireerituna töötasid teadlased välja paindlikud triboelektrilised nanogeneraatorid (TENG). Kopeerides merevetikate kiudude vibratsiooni, saavad painduvad TENG-id kasutada laine liikumist.

Triboelektriliste pindade valmistamiseks katsid teadlased juhtiva tindiga kahe erineva polümeeri 1.5-tollise ja 3-tollise riba. Seejärel kiiluti ribade vahele väike käsn, mis tekitas õhukese õhuvahe ja kogu seade tihendati, moodustades TENG. Testides, kui TENG-sid vees üles-alla liigutati, paindusid need edasi-tagasi, tekitades elektrit. Kui teadlased panid TENG-d veesurvetesse, mis olid sarnased rannikuvööndites vee all leiduvatega, leidsid nad, et õhuvahe kahe juhtiva materjali vahel vähenes. Kuid seadmed tekitasid endiselt voolu rõhul 100 kPa - sama rõhku, mis tavaliselt eksisteerib 30 jala sügavusel vees, kus veealuse laine liikumine peaaegu puudub.

Lõpuks kasutasid teadlased lainepaaki, et näidata, et mitut TENG-i saab kasutada väikese veealuse elektrijaamana, mis varustavad energiat kas termomeetri, 30 LED-i või vilkuva miniatuurse tuletorni LED-majaka jaoks. Teadlaste sõnul võib nende merevetikataoline TENG vähendada rannikualade, sealhulgas mereandurite sõltuvust patareidest.

Vetikate vangistamine kunstlikuks fotosünteesiks
Singapuri Nanyangi tehnikaülikooli teadlased uurivad, kuidas kunstlikku fotosünteesi parandada, ja avastasid selle vetikavalgu ümbritsemine vedelate tilkadega võib märgatavalt suurendada vetikate valgust kogumise ja energia muundamise omadusi kuni kolm korda.

Kunstlik fotosüntees on potentsiaalne viis säästvalt elektrienergia tootmiseks ilma päikesepaneelide tootmise kõrvalsaadusteta. Teise võimalusena võivad selle uuringud aidata suurendada fotogalvaanika jõudlust.

"Kunstlik fotosüntees ei ole elektri tootmisel nii tõhus kui päikesepatareid. Siiski on see taastuvam ja jätkusuutlikum. Seoses kasvava huviga keskkonnasõbralike ja taastuvate tehnoloogiate vastu on energia ammutamine vetikates valgust koguvatest valkudest äratanud suurt huvi bioenergia valdkonnas,“ ütles abiprofessor Chen Yu-Cheng Elektroonika- ja elektroonikainseneride koolist. NTU Singapur.

Teadlased uurisid punavetikates leiduvat teatud tüüpi valke, mida nimetatakse fükobiliproteiinideks, mis vastutavad valguse neelamise eest vetikarakkudes, et käivitada fotosünteesi. "Oma ainulaadsete valgust kiirgavate ja fotosünteetiliste omaduste tõttu on fükobiliproteiinidel paljutõotavad potentsiaalsed rakendused biotehnoloogias ja tahkisseadmetes. Valguse kogumisseadmest saadava energia suurendamine on olnud valgust toiteallikana kasutavate orgaaniliste seadmete arendustegevuse keskmes, ”ütles Chen.

Vetikate tekitatava energia hulga suurendamiseks töötas uurimisrühm välja meetodi punavetikate ümbritsemiseks väikestesse vedelkristalli mikrotilkadesse, mille suurus on 20–40 mikronit, ja eksponeerimaks neid valguse kätte.

Kui valgus tabab tilka, tekib "sosistava galerii" efekt, mille käigus valguslained liiguvad ümber tilga kõverate servade. Valgus jääb efektiivselt tilga sisse pikemaks ajaks kinni, pakkudes rohkem võimalusi fotosünteesiks.

"Pilk käitub nagu resonaator, mis piirab palju valgust," ütles Chen. "See annab vetikatele rohkem valgust, suurendades fotosünteesi kiirust. Sarnase tulemuse võib saada ka tilga välispinna katmisel vetikavalguga.

Teadlased ütlesid, et tilka saab hõlpsasti väikeste kuludega hulgi toota ning teevad ettepaneku, et neid saaks kasutada "vetikafarmides", kus veekogudes tihedalt kasvavaid vetikaid saaks lõpuks kombineerida suuremate vedelkristallpiiskadega, et tekitada ujumisjõudu. generaatorid.

"Meie katsetes kasutatud mikrotilkadel on potentsiaal saada suuremateks tilkadeks, mida saab seejärel rakendada vetikatele väljaspool laborikeskkonda, et luua energiat. Kuigi mõned võivad pidada vetikate kasvu inetuks, mängivad nad keskkonnas väga olulist rolli. Meie tulemused näitavad, et on olemas võimalus muuta see, mida mõned võivad pidada „bioprügiks”, bioenergiaks,” ütles Chen.