Российские ученые представили новую технологию, обещающую стать одним из перспективных направлений возобновляемой зеленой энергетики будущего. Легкая и компактная батарея, заряжаемая от цианобактерий, подходит для питания самых разных типов электроники: от гаджетов до сложнейшего промышленного оборудования. Авторами проекта стали молодые специалисты Инжинирингового центра ЦМИД и кафедры микро- и наноэлектроники (МНЭ) ЛЭТИ при участии коллег из Ресурсного центра Санкт-Петербургского университета «Культивирование микроорганизмов».
Новая компактная батарея представляет собой многослойную структуру. В ее основе ― квадратная подложка из обычного полипропилена. Толщина подложки ― 1 мм, а ее размер примерно сравним с размером спичечного коробка. Расположение элементов на устройстве распределяется с помощью специального трафарета. Используя методы струйной печати, на подложку наносят углеродные нанотрубки (в составе капли специальных чернил), формируя таким образом будущие электроды энергоячеек. Для повышения выходных характеристик на аноде также использовали дополнительный материал: гидрофильную углеродную ткань. Эта модификация позволяет нанести больше цианобактерий: таким образом, одна их часть оказывается на поверхности, а другая ― проникает внутрь. Получившаяся пористая структура может напитываться водой, которую как раз и потребляют знакомые многим цианобактерии (в данном случае ― рода Synechocystis), формируя тонкую пленку следующего слоя «сэндвича». Бактерии наносятся на поверхность устройства при помощи методов струйной печати: с помощью нескольких капель воды, в которой микроорганизмы и обитают. Подключив к такой многослойной системе нагрузку в 39 кОм, ученые смогли получить электрическую энергию.
Такой источник энергии весьма перспективен, ведь в мире уже давно предпринимаются попытки заменить традиционные нефть, газ и уголь, использующиеся сегодня повсеместно для нагревания воды и, соответственно, получения электричества. Бактериальная энергия наряду с другими альтернативными источниками (ветровыми, солнечными, геотермальными и пр.), считается экологически чистой. Для автономной работы новой батарейки в течение нескольких часов требуются лишь свет и вода.
О новой технологии корреспонденту «Научной России» рассказала разработчик проекта выпускница факультета электроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Софья Зенкова.
«Цианобактерии ― живые организмы, обитающие в водной среде. Они напитываются и отдают свои электроны благодаря свету, солнечной энергии. В нашем эксперименте мы использовали искусственный источник света. Для того, чтобы напитать цианобактерии, нам хватало от десяти минут до получаса. Мы напитывали и передавали электроны с помощью электролита ― специальной закрывающей гидрогелевой поверхности. <...> Конечно, ток не появится просто так: мы подключали нашу батарейку к определенной нагрузке, в 39 кОм. В результате, после многих повторений, мы получили напряжение в 0,4 В, используя при этом 25 мкл цианобактерий. <...> Мы создали одну батарейку, но дальнейшие наши исследования будут проводиться уже с использованием нескольких структур и подключением нескольких ячеек подряд», ― рассказала Софья Зенкова.
ФОТО: Нанесение цианобактерий на энергоячейку. Софья Зенкова / СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
Рекомендуем посетить:
Федеральное агентство по делам молодёжи (Росмолодёжь)
Десятилетие науки и технологий
Федеральный портал "Российское образование"
Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
Навигатор для современных родителей "Растим детей"
Проект "Школа Минпросвещения России"
Уважаемые коллеги!
В рамках подготовки обращений в Министерство науки и высшего образования Российской Федерации принимаем предложения по внесению дополнений и изменений в федеральные программы:
Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2030 годы, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года № 479, Федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 года №287.
Предложения принимаются на электронную почту sci-idea@mail.ru
АКТУАЛЬНО
11 декабря 2024 г.
Витебский государственный университет имени П.М. Машерова (Республика Беларусь)
Международный круглый стол «Психология: рефлексия настоящего в контексте будущего»
4-8 декабря 2024 года
Международный форум гражданского участия #МЫВМЕСТЕ 2024
28-29 ноября 2024 г. на базе Гомельского государственного технического университета имени П.О. Сухого (Республика Беларусь) состоится II Международная научно-практическая конференция «Инновационное станкостроение, технологии и инструмент» (посвященная 90-летию со дня рождения заслуженного деятеля Республики Беларусь, доктора технических наук, профессора Шагиняна А.С.).
Тематика конференции, карта участника и требования к оформлению материалов докладов размещены на сайте университета в разделе «Конференции».
Целевое обучение в организациях высшего образования
Молодые ученые (достижения и поддержка)
Федеральный институт педагогических измерений:
видеоконсультации разработчиков КИМ ЕГЭ
Обучающие мероприятия для родителей
Единая информационная система проведения конкурсов на замещение должностей научных работников
Портал госслужбы (вакансии и кадровый резерв в федеральных и региональных органах власти)
Обсуждение проектов нормативных правовых актов
Проект "О стипендиях имени В.С.Черномырдина"
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ
"Об образовании в Российской Федерации"
Комментарий к Федеральному закону "Об образовании в Российской Федерации"
УКАЗ ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 28 февраля 2024 года № 145
"О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации"
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 29 марта 2019 года № 377
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 26 декабря 2017 года № 1642
"Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 370
"Об утверждении федеральной образовательной программы основного общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 372
"Об утверждении федеральной образовательной программы начального общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 371
"Об утверждении федеральной образовательной программы среднего общего образования"
ОТЧЕТЫ. ДОКЛАДЫ. СТАТИСТИКА
Российский статистический ежегодник. 2023
Статистические сборники Высшей школы экономики
Наука. Технологии. Инновации. 2024
Индикаторы инновационной деятельности. 2024