A kutatás alapját a baktériumokkal működő bioakkumulátorok képezték, melyek korábbi tanulmányokban már sikerrel szerepeltek. Az interestingengineering.com szerint az új ötletet Seokheun „Sean” Choi professzor és Maryam Rezaie PhD-hallgató fejlesztette tovább, és „szórakozásból” megalkották az első mesterséges levelet.
A mesterséges növény öt biológiai napelemre és fotoszintetizáló baktériumokra épül.
Bár a jelenlegi energiatermelési képesség 140 mikrowatt körül mozog, a kutatók célja, hogy ezt az értéket tovább növeljék legalább egy milliwatt fölé.
„Szeretném, ha ezt az áramot mobiltelefonok töltésére vagy más gyakorlati felhasználásra is fel lehetne használni” – mondta Choi, utalva arra, hogy a technológia fejlesztése során a mindennapi háztartásokban is alkalmazható lehet.
A Binghamtoni Egyetemen kifejlesztett mesterséges növények beltéri fényt használnak a fotoszintézishez, és 90%-kal csökkentik a szén-dioxid-szintet, ami messze meghaladja a természetes növényeknél tapasztalt 10%-os csökkentést. (Fotó: Binghamtoni Egyetem)
A mesterséges növények nem csak oxigént állítanak elő, de jelentős mértékben képesek csökkenteni a beltéri szén-dioxid-szintet is. A kutatók szerint a beltéri levegő szén-dioxid koncentrációja gyakran jóval magasabb, mint a kültéri, ami komoly egészségügyi kockázatot jelent, különösen a városi környezetben.
A mesterséges növények cianobaktériumok segítségével akár 90%-kal is csökkenthetik a beltéri szén-dioxid-szintet, miközben bioáramot is termelnek, amely elegendő a hordozható elektronikus eszközök működtetéséhez.
A tanulmány szerint a mesterséges növények által előállított oxigén és bioenergia nem csak a levegőminőséget javítja, de fenntartható, megújuló energiát is biztosít, amely segíthet a globális CO2-szint növekedésének kezelésében.
A jelenlegi fejlesztési szakaszban a mesterséges növények még finomhangolást igényelnek, de a kutatók már most vizsgálják az energiatárolási rendszerek integrálásának lehetőségét, például lítium-ion akkumulátorokkal vagy szuperkondenzátorokkal.
Emellett a hosszú távú életképesség érdekében többféle baktériumfaj alkalmazása is felmerült.
Három dolog koptatja a lítium-ion akkumulátorokat: a töltési ciklusok száma, a hőmérséklet és az életkor. (Fotó: Pexels)
A mesterséges növények azzal a céllal készülnek, hogy a természetes növények működését utánozzák: a transzspiráció és kapilláris rendszerek révén vizet és tápanyagokat juttatnak a levelekhez, amelyek fotoszintézis közben áramot is termelnek.
Ez az új technológia segíthet a beltéri környezetek szén-dioxid-szintjének csökkentésében, miközben fenntartható, decentralizált energiaforrást kínál a globális CO2-kibocsátás mérséklésére.
„Különösen a COVID-19 átélése után tudjuk, hogy milyen fontos a beltéri levegőminőség” – mondta Choi. A mesterséges növények nemcsak energiatakarékos megoldást kínálnak, de a belélegzett levegő minőségét is javíthatják, különösen olyan környezetekben, ahol az emberek hosszú időt töltenek beltéren.
Kiemelt kép forrása: Binghamtoni Egyetem
NRGreport
