ابداع روشی نوین برای تولید برق از گیاهان

به گزارش برق نیوز، خورشید منبع بسیاری از انرژی‌های روی زمین است. با این‌حال تنها مقدار کمی از تابش خورشید بر روی زمین به انرژی قابل استفاده و مفیدی تبدیل می‌شود.

برای حل این مشکل، محققان دانشگاه جورجیا برای الهام گرفتن به طبیعت رجوع کردند و حالا آن‌ها یک تکنولوژی نوین برای استفاده از گیاهان جهت تولید برق را توسعه داده‌اند.

"انرژیِ پاک نیاز قرن است،" این مطلب را راماراجا راماسامی، استادیار کالج مهندسی دانشگاه جورجیا و یکی از نویسندگان این مقاله در ژورنال انرژی و محیط زیست گفته است. "این روش در آینده می‌تواند توانایی‌مان برای تولید انرژی پاک از نور خورشید با استفاده از سیستم‌های گیاهی را دگرگون سازد."

گیاهان، قهرمانان بی چون و چرای انرژی خورشیدی هستند. پس از بیلیون‌ها سال تکامل، بیش‌تر آن‌ها با بازدهی صد درصدی کار می‌کنند، بدین معنا که به هر اندازه که یک گیاه از نور خورشید فوتون دریافت می‌کند به همان مقدار نیز الکترون تولید می‌کند. گیاهان در حین عمل فتوسنتز، از نور خورشید برای تجزیه مولکول‌های آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده می‌کنند که به تولید الکترون می‌انجامد. این الکترون‌های آزاد به تولید مواد قندی که به‌عنوان غذای گیاهان تلقی می‌شوند، می‌پردازند.

به گزارش "برق نیوز"راماسامی می‌گوید: "ما راهی برای متوقف کردن عمل فتوسنتز پیدا کرده‌ایم تا بتوانیم الکترون‌ها را قبل از این‌که توسط گیاهان برای تولید مواد قندی استفاده شوند برباییم." تکنولوژی راماسامی شامل جداسازی ساختارهای قسمتی از سلول گیاه به نام تیلاکوئید است که مسئولیت دریافت و ذخیره‌سازی انرژی از نور خورشید را بر عهده دارد. محققان با دست‌کاری پروتئین‌های موجود در تیلاکوئیدها مسیری که الکترون‌ها در آن جریان دارند را قطع می‌کنند. سپس این تیلاکوئیدهای اصلاح شده بر روی لوله‌های بسیار ریز کربنی (با ساختاری استوانه‌ای که تقریبا ۵۰۰۰۰ بار کوچک‌تر از یک تار موی انسان هستند) جمع می‌شوند. این لوله‌های بسیار ریز مانند یک رسانای الکتریکی عمل می‌کنند و الکترون‌ها را از گیاه گرفته و از طریق یک سیم انتقال می‌دهند.

جریان الکتریکی به‌دست آمده از این روش در آزمایش‌های با مقیاس کوچک، دو برابر بیش‌تر از موارد گزارش شده در سیستم‌های مشابه بود. راماسامی پیش‌بینی می‌کند که کار بیشتری نیاز است تا این تکنولوژی اقتصادی شود، اما در حال حاضر او و هم‌کارانش بر روی بهبود پایداری و خروجی این شیوه کار می‌کنند.

او اظهار داشت: "در کوتاه مدت، بهترین کاربرد این تکنولوژی برای سنسورهای از راه دور یا دیگر تجهیزات الکترونیکی قابل حمل که نیاز به توان کم‌تری برای راه‌اندازی دارند می‌باشد. اگر ما بتوانیم از تکنولوژی‌هایی مثل مهندسی ژنتیک برای تقویت پایداری سیستم فتوسنتز گیاه استفاده کنیم، بسیار امیدوارم که این تکنولوژی در آینده قابل رقابت با پنل‌های خورشیدی مرسوم خواهد شد."

وی افزود: "ما این‌جا موردی بسیار امیدبخش یافته‌ایم، و مطمئنا ارزش پژوهش‌های بیش‌تری را نیز دارد. میزان خروچی الکتریکی که اکنون شاهد آن هستیم بسیار کم است، اما در نظر بگیرید که تقریبا ۳۰ سال پیش، پیل‌های سوختی هیدروژنی هم در مراحل ابتدایی خود بودند اما اکنون می‌توانند به تامین نیروی ماشین‌ها، اتوبوس‌ها و حتی ساختمان‌ها بپردازند."