Energia elettrica da impianti - centrali elettriche verdi

La trasformazione diretta dell'energia luminosa in energia elettrica è alla base del funzionamento di generatori contenenti clorofilla. La clorofilla può dare e legare elettroni se esposta alla luce.

Nel 1972, M. Calvin avanzò l'idea di creare una cella solare, in cui la clorofilla sarebbe servita come fonte di corrente elettrica, in grado di togliere elettroni da determinate sostanze specifiche sotto illuminazione e trasferirle ad altre.

Calvin usava ossido di zinco come conduttore a contatto con la clorofilla. Quando si illumina questo sistema, una corrente elettrica con una densità di 0,1 microamperes per centimetro quadrato è apparsa in esso.

Questa fotocellula non funzionò a lungo, poiché la clorofilla perse rapidamente la capacità di donare elettroni. Per prolungare la durata della fotocellula, è stata utilizzata un'ulteriore fonte di elettroni, l'idrochinone. Nel nuovo sistema, il pigmento verde ha dato via non solo i suoi elettroni idrochinone.

I calcoli mostrano che una simile fotocellula di 10 metri quadrati può avere una potenza di circa kilowatt.

Il professore giapponese Fujio Takahashi ha usato la clorofilla estratta dalle foglie di spinaci per generare elettricità. Il ricevitore a transistor a cui era collegato il pannello solare funzionava correttamente.

Inoltre, sono in corso studi in Giappone per convertire l'energia solare in energia elettrica utilizzando cianobatteri coltivati ​​in un mezzo nutritivo. Uno strato sottile di questi viene applicato a un elettrodo trasparente di ossido di zinco e, insieme al controelettrodo, viene immerso in una soluzione tampone. Se i batteri sono ora illuminati, apparirà una corrente elettrica nel circuito.

Nel 1973, gli americani W. Stockenius e D. Osterhelt descrissero un'insolita proteina dalle membrane dei batteri viola che vivono nei laghi salati dei deserti della California. Si chiamava batteriorodopsina.

È interessante notare che la batteriorodopsina appare nelle membrane degli alobatteri con una mancanza di ossigeno. La carenza di ossigeno nei corpi idrici si verifica in caso di sviluppo intensivo di alobatteri.

Usando la batteriorodopsina, i batteri assorbono l'energia del sole, compensando così il deficit energetico derivante dalla cessazione della respirazione.

La batteriorodopsina può essere isolata dagli alobatteri mettendo queste creature amanti del sale che si sentono benissimo in una soluzione satura di cloruro di sodio in acqua. Immediatamente traboccano di acqua e scoppiano, mentre il loro contenuto si mescola con l'ambiente. E solo le membrane contenenti batteriorodopsina non vengono distrutte a causa del forte "impaccamento" di molecole di pigmento che formano cristalli proteici (senza conoscere la struttura, gli scienziati le hanno chiamate placche viola).

In essi, le molecole della batteriorodopsina sono combinate in triadi e le triadi in esagoni regolari. Poiché le placche sono significativamente più grandi di tutti gli altri componenti alobatterici, possono essere facilmente isolate mediante centrifugazione. Dopo aver lavato la centrifuga, si ottiene una massa pastosa di colore viola. Il 75 percento è costituito da batteriorodopsina e il 25 percento da fosfolipidi che colmano le lacune tra le molecole proteiche.

I fosfolipidi sono molecole di grasso in combinazione con residui di acido fosforico. Non ci sono altre sostanze nella centrifuga, che crea condizioni favorevoli per sperimentare la batteriorodopsina.

Inoltre, questo complesso composto è molto resistente ai fattori ambientali. Non perde attività se riscaldato a 100 ° C e può essere conservato in frigorifero per anni. La batteriorodopsina è resistente agli acidi e ai vari agenti ossidanti.

Il motivo della sua elevata stabilità è dovuto al fatto che questi alobatteri vivono in condizioni estremamente difficili - in soluzioni saline sature, che, in sostanza, sono le acque di alcuni laghi nell'area dei deserti bruciati dal calore tropicale.

In un ambiente così salato e anche surriscaldato, non possono esistere organismi con normali membrane. Questo fatto è di grande interesse in relazione alla possibilità di utilizzare la batteriorodopsina come trasformatore di energia luminosa in energia elettrica.

Se la batteriorodopsina precipitata sotto l'influenza di ioni calcio è illuminata, quindi utilizzando un voltmetro è possibile rilevare la presenza di un potenziale elettrico sulle membrane. Se spegni la luce, scompare. Pertanto, gli scienziati hanno dimostrato che la batteriorodopsina può funzionare come un generatore di corrente elettrica.

Nel laboratorio del famoso scienziato, specialista nel campo della bioenergia V.P. Skulachev, sono stati attentamente studiati il ​​processo di incorporazione della batteriorodopsina in una membrana piatta e le condizioni per il suo funzionamento come generatore di corrente elettrica dipendente dalla luce.

Successivamente, nello stesso laboratorio, sono stati creati elementi elettrici in cui sono stati utilizzati generatori di proteine ​​di corrente elettrica. Questi elementi avevano filtri a membrana impregnati di fosfolipidi con batteriorodopsina e clorofilla. Gli scienziati ritengono che filtri simili con generatori di proteine, collegati in serie, possano fungere da batteria elettrica.

La ricerca sull'uso di generatori di proteine ​​nel laboratorio di V.P. Skulachev ha attirato la grande attenzione degli scienziati. All'università della California, hanno creato la stessa batteria, che, se usata per un'ora e mezza, ha fatto illuminare la lampadina.

I risultati sperimentali danno speranza che le fotocellule a base di batteriorodopsina e clorofilla saranno utilizzate come generatori di energia elettrica. Gli esperimenti effettuati sono il primo stadio nella creazione di nuovi tipi di celle fotovoltaiche e di combustibile in grado di trasformare l'energia luminosa con grande efficienza.

Vedi anche: Altre fonti di energia alternative

Comments

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Buona giornata a tutti! Cosa fare se non c'è praticamente sole, niente vento, quindi anche il calore non viene da dove. Gettiamo legna, gas, carburante e lubrificanti. E c'è una temperatura da +10 a -5. Domanda: come utilizzare questa temperatura per generare elettricità?

[#2 motore del riscaldatore]

Tutto nella vita è semplicemente Helga, e l'energia è semplice come il mondo. Puoi discutere con me della semplicità, ma lascia che ti dica che è troppo presto perché l'umanità conosca questa ricetta. In primo luogo, dobbiamo imparare come andare d'accordo, per fermare le guerre e la distruzione. Insegnare alle persone a creare, non creare immondizia, creatività. E poi il mistero si scatena. Mi preoccupo dell'equilibrio del sistema, se tutti non abbiamo un posto dove vivere per sconvolgerlo. Se mi capisci, allora personalmente non dovresti avere problemi con l'energia. Non importa dove vivi, sul palo della Terra, sulla luna o nella vastità dell'universo. Se costantemente non hai abbastanza soldi o altre risorse, molto probabilmente non mi capirai fino a quando non imparerai a vivere secondo le leggi della natura. E poi, solo allora vedrai un mare di energia e vedrai i fiumi che scorrono in questo mare.