Искусственное растение, очищающее  воздух от углекислого газа и производящее электрическую энергию

Искусственное растение, очищающее  воздух от углекислого газа и производящее электрическую энергию.

Искусственное растение, очищающее  воздух от углекислого газа и производящее электрическую энергию:

Углекислый газ является основным парниковым газом. Российские стандарты рекомендуют концентрацию CO₂ в жилых помещениях 600-800 частей на миллион (600-800 ppm). Предельно допустимое содержание углекислого газа СО₂ в помещениях должно быть не более 1400 ppm. Однако исследования показывают, что уровень CO₂ в помещениях часто превышает 2500 частей на миллион. Кроме того, уровень углекислого газа (CO₂) в помещениях часто оказывается выше, чем на открытом воздухе.

Традиционные методы снижения выбросов CO₂ не всегда эффективны. Такие методы как улавливание и хранение углекислого газа,  а также  улавливание и утилизация углекислого газа, ориентированы на крупномасштабные выбросы и не всегда эффективны для помещений. Ручное открывание окон и вентиляция также не являются эффективными и требуют значительных затрат. Фильтры и сорбирующие материалы требуют регулярной замены и могут даже увеличивать выбросы CO₂. В свою очередь, комнатные растения способны поглощать CO₂ и выделять кислород, но они требуют регулярного ухода и не всегда удобны из-за ограниченной мобильности и требований к условиям окружающей среды.

Для снижения выбросов CO₂ в помещениях учеными предложено инновационное решение проблемы – создание искусственных растений, содержащих цианобактерии. Они (искусственные растения, содержащие цианобактерии) используют освещение для стимуляции фотосинтеза, что позволяет значительно снизить уровень CO₂ в помещении – до 90 %  и одновременно вырабатывать кислород и электрическую энергию. Таким образом, искусственные растения не только улучшают качество воздуха, но и производят электричество.

Каждое искусственное растение, содержащее цианобактерии, состоит из искусственных листьев с биосолнечными ячейками, которые соединяются между собой электрическими и жидкостными каналами. В свою очередь биосолнечная ячейка состоит из анода, ионообменной мембраны и катода, а также жидкостных и электрических каналов и гигроскопичных материалов для поглощения воды.

Принцип работы основан на следующем. Цианобактерии генерируют электроны, которые транспортируются к аноду. Протоны проходят через ионообменную мембрану к катоду. В итоге создается электрическое напряжение.

Создание учеными опытного образца показало, что одно опытное искусственное растение способно генерировать электрическое напряжение 2,7 В и максимальную мощность 140 мкВт, что делает подобные растения привлекательным решением для устойчивого и энергоэффективного энергоснабжения.

Источник: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202400401