Российские ученые сделали «живые батарейки» дешевле и эффективнее
Ученые из Тульского государственного университета вместе с коллегами из Иркутска сделали шаг вперед в развитии так называемых «живых батареек» — устройств, которые получают электричество от растений и микроорганизмов. Принцип их работы основан на биохимии. На одном электроде, аноде, электроны высвобождаются в результате жизнедеятельности клеток растений и бактерий. Эти электроны движутся к катоду, где в ходе реакции образуется вода. Таким образом, растение и его микробные «соседи» фактически превращаются в мини-электростанцию. Однако у таких систем есть слабое место: катодная реакция идет слишком медленно, и чтобы ускорить ее, обычно используют катализатор. Чаще всего — платину, очень дорогой металл. Именно дороговизна и тормозит практическое внедрение таких технологий.
Чтобы обойти это ограничение, российские ученые заменили платину более доступным диоксидом марганца. Как оказалось, он не только справляется с задачей переработки кислорода в воду, но и заметно повышает эффективность всей системы. По данным экспериментов, мощность элементов увеличилась примерно в полтора раза: с 20 до 33 милливатт на квадратный метр, при этом внутреннее сопротивление уменьшилось. Это значит, что энергия вырабатывается батареей стабильнее, а сама установка может работать дольше без потерь.
На первый взгляд может показаться, что в «живых батарейках» нет никакого смысла: уж очень мало энергии они вырабатывают, однако это не так. Ученые отмечают, что такие системы могут быть более чем эффективны в регионах с теплым климатом. Представьте устройство, которое одновременно снабжает энергией небольшие сенсоры или светодиодные лампы и при этом очищает воду, делая ее пригодной для дальнейшего использования. Такие устройства могут стать отличным решением для отдаленных территорий, где недоступны и централизованное энергоснабжение, и питьевая вода.
Сейчас команда сосредоточена на масштабировании технологии. Следующим шагом станет проверка ее работы в условиях, приближенных к реальным, — за пределами лаборатории. Если испытания окажутся успешными, то в будущем мы можем получить новые автономные системы очистки воды и источники «зеленой» энергии, созданные самой природой и усовершенствованные усилиями человека.
Ранее ученые создали «дышащие» кристаллы: они выделяют и поглощают кислород и могут стать основой для топливных элементов будущего.
