Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Разместить статью
Фото: Сканирующая электронная микрофотография гибрида нанопроволок и бактерий. Предоставлено: PEIDONG YANG/UC BERKELEY
Фото: Сканирующая электронная микрофотография гибрида нанопроволок и бактерий. Предоставлено: PEIDONG YANG/UC BERKELEY

Бактерии и нанопровода для создания органических молекул

Новости, обзоры, события

Опубликовано: 01.04.2020

Обновлено: 27.01.2021

 1108

«Эти кремниевые нанопроволоки похожи на антенны. Они захватывают солнечный фотон, как солнечная панель». «Внутри этих кремниевых нанонитей генерируются электроны и поглощаются бактериями. Затем бактерии поглощают CO₂, создают химическую реакцию и производят ацетат»

Американские химики сообщили о «важной вехе» в своем стремлении объединить бактерии и нанопроволоки в гибридной системе, где энергия солнечного света используется для поддержания процесса преобразования углекислого газа CO₂ и воды, результатом которого становится создание строительных блоков для органических молекул.

Такой биогибрид, говорят они, может поглощать CO₂ из воздуха и производить органические соединения для дальнейшего их использования в производстве топлива, лекарств и других органических соединений.

Система работает аналогично фотосинтезу в растениях

Нанопроволоки представляют собой кремниевые структуры размером примерно с одну сотую ширины человеческого волоса. Они могут использоваться в качестве электронных компонентов, датчиков и солнечных элементов.

В статье, опубликованной в журнале Joule [1], исследователи сообщают о плотной упаковке бактерий вида Sporomusa ovata в структуру из кремниевой нанопроволоки для достижения рекордной эффективности: около 3,6% поступившей солнечной энергии преобразовывается в углеродные связи, форму ацетатных молекул. Это значительно лучше достигнутого пять лет назад показателя в 0,4%.

Регулировка pH электролита и его объема в буферной емкости способствуют образованию плотноупакованного катода из нанопроволок и бактерий. В полученном биогибриде плотность тока достигала примерно 0,65 мА на см². В сочетании с фотоэлектрическим устройством система обеспечивала получение солнечно-ацетатной продукции из CO₂, света и воды в течение 7 дней.

Устройство для улавливания CO₂. Левая камера содержит гибрид нанопроволок и бактерий. Кислород вырабатывается справа

Фото: Устройство для улавливания CO₂. Левая камера содержит гибрид нанопроволок и бактерий. Кислород вырабатывается справа. Предоставлено: PEIDONG YANG/UC BERKELEY

Один из исследователей отметил, что в процессе повышения эффективности за счет упаковки большего количества бактерий в структуру из кремниевой нанопроволоки, которая для осуществления химической реакции непосредственно снабжает их электронами, они начинают отделяться от нанопроводов, разрывая цепь. В итоге было обнаружено, что, когда бактерии производили ацетат, это приводило к уменьшению кислотности окружающей воды, что заставляло их отделяться.

Поддержание необходимого уровня кислотности позволило решить эту проблему, позволив бактериям плотно упаковываться вокруг нанопроволоки. Плотная упаковка обеспечивает более эффективное преобразование солнечной энергии в углеродные связи.

В экспериментальном процессе структура из нанопроволоки использовалась только в качестве проводника, а не солнечного поглотителя, задачи которого полностью выполняла фотоэлектрическая панель. Однако предполагается, что в реальной системе нанопровода будут поглощать свет, генерировать электроны и транспортировать их к упакованным в них бактериям.

Бактерии поглощают электроны и, подобно тому, как растения производят сахара, превращают две молекулы углекислого газа и воду в ацетат, а также побочный кислород.

«Эти кремниевые нанопроволоки похожи на антенны. Они захватывают солнечный фотон, как солнечная панель». «Внутри этих кремниевых нанонитей генерируются электроны и поглощаются бактериями. Затем бактерии поглощают CO₂, создают химическую реакцию и производят ацетат».

 

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.03.001

 

Источник: Cosmos

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Река в русле графена. Гидродинамический поток электронов в графене. Ryan Allen and Peter Allen, Second Bay Studios

В сверхчистом графене электроны текут, подобно воде

Обновлено: 26.08.2020
 698
Фото: Солнечные панели на полях Германии. Design Pics / Alamy

Двусторонние солнечные панели повышают выработку электроэнергии

Обновлено: 08.11.2021
 1060
Иллюстрация художника, показывающая различные состояния материи в двухслойном графене со смещенными под «магическим» углом слоями. (ICFO / F Vialla)

Множество ранее ненаблюдаемых состояний графена со смещенными слоями

Обновлено: 15.08.2020
 808

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Фото: BBQ Gourmet

    Инфракрасные горелки в газовых грилях: типы, преимущества, уход

    Обновлено: 15.02.2023  476
    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  783
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  751

    Популярные категории

    • Твердотопливные котлы и печи, камины34
    • Ядерная энергетика6
    • Природные ресурсы, экология и строительство91
    • Новости, обзоры, события113
    • Системы отопления и охлаждения55

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.