Teho- / suorituskykybitit: 1. helmikuuta

Merilevän inspiroima energiankorjuu
Dalian Maritime Universityn, Georgia Institute of Technologyn ja Sun Yat-senin yliopiston tutkijat kehittivät joustavia sähkögeneraattoreita, jotka matkia merilevän heilumista muuntaa tehokkaasti pinta- ja vedenalaiset aallot sähköksi merikäyttöisten laitteiden käyttämiseksi.

Anturiverkostot ovat hajallaan rannikkoalueilla, ja ne keräävät tietoa virroista, vuorovedestä, veden laadusta ja tarjoavat alusten navigointiapua. Usein nämä anturit ovat riippuvaisia ​​paristoista, jotka on vaihdettava, eivätkä ne ole sopivissa paikoissa hyödyntääkseen aurinkoa tai tuulta.

Merenpohjassa elävien kasvien innoittamana tutkijat kehittivät joustavia triboelectric nanogeneraattoreita (TENG). Kopioimalla tapaa, jolla merilevän säikeet värähtelevät, joustavat TENG:t voivat hyödyntää aaltoliikettä.

Tribosähköisten pintojen valmistamiseksi tutkijat pinnoittivat 1.5 tuuman x 3 tuuman nauhat kahdesta eri polymeeristä johtavalla musteella. Sitten pieni sieni kiilattiin nauhojen väliin, jolloin muodostui ohut ilmarako, ja koko yksikkö suljettiin, jolloin muodostui TENG. Testeissä, kun TENG:itä liikutettiin ylös ja alas vedessä, ne taipuivat edestakaisin tuottaen sähköä. Kun tutkijat asettivat TENG:t samanlaisiin vedenpaineisiin kuin rannikkoalueilla vedenalaiset, he havaitsivat, että ilmarako näiden kahden johtavan materiaalin välillä pieneni. Laitteet tuottivat kuitenkin edelleen virran 100 kPa:n paineella – sama paine, joka tyypillisesti vallitsee 30 jalan veden syvyydessä, jossa vedenalaista aaltoliikettä ei juuri ole.

Lopuksi tutkijat käyttivät aaltosäiliötä osoittamaan, että useita TENG:itä voidaan käyttää vedenalaisena minivoimalaitoksena, joka toimittaa energiaa joko lämpömittarille, 30 LED:lle tai vilkkuvalle miniatyyrimajakalle. Tutkijat sanovat, että heidän merilevää muistuttava TENG voi vähentää akkujen riippuvuutta rannikkoalueilla, mukaan lukien merianturit.

Levän vangitseminen keinotekoiseen fotosynteesiin
Singaporen Nanyangin teknologisen yliopiston tutkijat tutkivat keinotekoisen fotosynteesin parantamista ja havaitsivat sen leväproteiinin sulkeminen nestepisaroiksi voi dramaattisesti parantaa levien valonkorjuu- ja energianmuunto-ominaisuuksia jopa kolme kertaa.

Keinotekoinen fotosynteesi on mahdollinen tapa tuottaa kestävästi sähköä ilman aurinkopaneelien valmistuksen sivutuotteita. Vaihtoehtoisesti sen tutkimus voisi myös auttaa tehostamaan aurinkosähkön suorituskykyä.

”Keinotekoinen fotosynteesi ei ole yhtä tehokasta kuin aurinkokennot sähkön tuotannossa. Se on kuitenkin uusiutuvampi ja kestävämpi. Koska kiinnostus ympäristöystävällisiä ja uusiutuvia teknologioita kohtaan kasvaa, energian talteenotto levien valoa keräävistä proteiineista on herättänyt suurta kiinnostusta bioenergian alalla”, sanoi apulaisprofessori Chen Yu-Cheng Sähkö- ja elektroniikkatekniikan korkeakoulusta. NTU Singapore.

Tutkijat tarkastelivat tietyntyyppistä punalevistä löytyvää proteiinia, fykobiliproteiineja, jotka ovat vastuussa valon imemisestä leväsoluissa fotosynteesin käynnistämiseksi. "Ainutlaatuisten valoa emittoivien ja fotosynteettisten ominaisuuksiensa ansiosta fykobiliproteiineilla on lupaavia sovelluksia bioteknologiassa ja solid-state-laitteissa. Valonkeruulaitteen energian lisääminen on ollut valoa virtalähteenä käyttävien orgaanisten laitteiden kehitystyön keskipisteessä, Chen sanoi.

Voidakseen vahvistaa levien tuottaman energian määrää tutkimusryhmä kehitti menetelmän, jolla punalevät suljetaan pieniin, 20-40 mikronin kokoisiin nestekidemikropisaroihin ja altistetaan valolle.

Kun valo osuu pisaraan, syntyy "kuiskaava galleria" -efekti, jossa valoaallot kulkevat pisaran kaarevien reunojen ympäri. Valo jää tehokkaasti kiinni pisaran sisään pidemmäksi ajaksi, mikä tarjoaa enemmän mahdollisuuksia fotosynteesin tapahtumiselle.

"Pisara käyttäytyy kuin resonaattori, joka rajoittaa paljon valoa", Chen sanoi. "Tämä antaa leville enemmän altistumista valolle, mikä lisää fotosynteesin nopeutta. Samanlainen tulos voidaan saada päällystämällä myös pisaran ulkopinta leväproteiinilla."

Tutkijat sanoivat, että pisaroita voidaan valmistaa helposti irtotavarana alhaisin kustannuksin, ja ehdottavat, että niitä voitaisiin käyttää "levätiloilla", joissa vesistöissä tiheästi kasvavat levät voitaisiin lopulta yhdistää suurempiin nestekidepisaroihin kelluvan voiman luomiseksi. generaattorit.

"Kokeissamme käytetyt mikropisarat voidaan skaalata suurempiin pisaroihin, joita voidaan sitten levittää leville laboratorioympäristön ulkopuolella energian tuottamiseksi. Vaikka jotkut saattavat pitää levien kasvua rumina, niillä on erittäin tärkeä rooli ympäristössä. Tuloksemme osoittavat, että on olemassa tapa muuttaa se, mitä jotkut saattavat pitää "biojätteinä" biovoimaksi", Chen sanoi.