3D-nyomtatással készült „mini-lakótelepen” termelnek áramot fotoszintetizáló baktériumok

2022 / 03 / 10 / Palotai Nándor
3D-nyomtatással készült „mini-lakótelepen” termelnek áramot fotoszintetizáló baktériumok
A Cambridge-i Egyetem kutatói azt tapasztalták, hogy a fotoszintetizáló baktériumoknak biztosított megfelelő közeggel nagyságrendekkel több energiát lehet termelni, mint bármilyen más biológiai-alapú technológiával.

A jelenlegi megújuló technológiák, mint például a szilíciumalapú napelemek és a bioüzemanyagok, ugyan szén-dioxid-kibocsátás tekintetében messze elmaradnak a fosszilis tüzelőanyagoktól, azonban megvannak a maguk korlátai is, mint például a bányászattól való függés, az újrahasznosítás kihívásai, valamint a gazdálkodás és a földhasználat kérdései. Dr. Jenny Zhang és kollégái a Cambridge-i Egyetem Biokémiai Tanszékéről és az Anyagtudományi és Kohászati ​​Tanszékéről azon dolgoznak, hogy a fentiekkel szemben létrehozzanak egy olyan biológiai alapokon nyugvó alternatívát, amely könnyen előállítható, skálázható, és kevésbé terheli a környezetet.

A kutatók 3D-nyomtatással előállítható miniatűr „felhőkarcolókat” fejlesztettek ki a napfényt, szén-dioxidot és vizet energiává alakító fotoszintetikus baktériumoknak. A kutatók úgy tapasztalták, hogy a megfelelő közeg biztosítása ezeknek a baktériumközösségeknek nagyságrendekkel megnöveli az általuk kitermelhető energia mennyiségét – számolt be a kutatásról az Inceptive Mind online innovációs magazin.

"Mindig is voltak határai annak, hogy mennyi energiát lehet ténylegesen kivonni a fotoszintetikus rendszerekből, de azt senki sem tudta, hogy hol van a szűk keresztmetszet" – mondta Dr. Jenny Zhang, a Yusuf Hamied Kémiai Tanszék munkatársa, a Nature magazinban megjelent kutatás vezetője.

"A legtöbb tudós azt feltételezte, hogy a szűk keresztmetszet a biológiai oldalon, a baktériumokban van, de azt találtuk, hogy valójában azt az anyai oldalon kell keresni" – tette hozzá a kutató.

A fotoszintetizáló baktériumok, avagy cianobaktériumok a legelterjedtebb életformák közé tartoznak a Földön, és leginkább napfényre van szükségük a növekedéshez. A cianobaktériumoknak szükségük van valamire, amihez kapcsolódhatnak, és baktériumközösséget alkothatnak, ahhoz pedig, hogy a fotoszintézis során termelt energiát ki lehessen nyerni, a baktériumokat valamilyen formában elektródákhoz kell kötni. A kutatók a célra fém-oxid nanorészecskékből készítettek egyedi, 3D-nyomtatott elektródákat, amelyeket úgy alakítottak ki, hogy elősegítsék a cianobaktériumok fotoszintézisét.

Olyan eszközt készítettek, ami képes a mesterséges fotoszintézisre Az egyedülálló találmány képes tiszta energiává alakítani a napfényt, a szén-dioxidot és a vizet, méghozzá vezetékek, és úgy egyáltalán, mindenféle külső elektromos berendezés segítsége nélkül.

Az elektródákat sűrűn tömött oszlopszerkezetként nyomtatták ki, mely egy nagyváros belső magjára hasonlít leginkább. A hasonlat nem véletlen, hiszen az elektródák formájuknál fogva hasonló fényelvezetési tulajdonságokkal rendelkeznek, mint egy üveg felhőkarcoló sok ablakkal, ez pedig lehetővé teszi az egyensúlyt a nagy felület és a sok fény között.

A rendszer nagyságrenddel megnövelte a kivont energia mennyiségét a fotoszintézisből származó bioenergia előállítására szolgáló egyéb módszerekhez képest. A kutatók továbbá ki tudták vonni a baktériumok fotoszintézise által létrehozott elektrontöbbletet, amely kis elektronikai eszközök táplálására is alkalmas. A kutatók által kifejlesztett nyomtatás technika skálázható, így a módszert számos területen érdemes lehet tesztelni.

(Fotó: University of Cambridge)

A Marsra küldött baktériumok termelhetnének üzemanyagot az eljövendő missziók számára A Marsra tervezett küldetések esetén szűken kell pakolni, így minél több mindent kellene helyben előállítani – az üzemanyag kapcsán erre született egy érdekes, új koncepció.


Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Az Országos Tudományos Diákköri Tanács (OTDT) által szervezett Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) sok évtizedes hagyománya mára széles körű népszerűséget ért el, és fontos kiindulási pont lehet a hazai és határon túli tehetségek számára a jövőbeli karrierjük felé vezető úton. A 2025-ös, 37. konferencia előtt az OTDK céljáról és működéséről Prof. Dr. Szendrő Péter örökös elnök úrral és dr. Cziráki Szabinával, az OTDT titkárával beszélgettünk.
Radioaktív szivárgás Európa legnagyobb reaktorában!
Radioaktív szivárgás Európa legnagyobb reaktorában!
Az incidens a finnországi Olkiluoto 3 atomerőműben történt, Európa legnagyobb és a legerősebb reaktora.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.