Τεχνητά φυτά παράγουν ενέργεια και καθαρίζουν τον αέρα

Χρησιμοποιώντας πέντε βιολογικά ηλιακά κύτταρα και τα φωτοσυνθετικά τους βακτήρια, ο καθηγητής Seokheun Choi και η διδακτορική φοιτήτρια Maryam Rezaie δημιούργησαν πειραματικά ένα τεχνητό φύλλο, αλλά δεν άργησαν να συνειδητοποιήσουν ότι η ιδέα τους μπορεί να έχει ευρύτερες εφαρμογές.

Κατασκεύασαν το πρώτο φυτό με πέντε φύλλα και στη συνέχεια δοκίμασαν τους ρυθμούς δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα και την ικανότητα παραγωγής οξυγόνου.

Ενώ η τρέχουσα παραγωγή ενέργειας περίπου 140 μικροβάτ είναι ένα δευτερεύον πλεονέκτημα, ο Choi στοχεύει να βελτιώσει την τεχνολογία για να επιτύχει ελάχιστη ισχύ άνω του ενός milliwatt. Θέλει επίσης να ενσωματώσει ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, όπως μπαταρίες ιόντων λιθίου ή υπερπυκνωτές.

Η μελέτη υποστηρίζει επίσης ότι τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε εσωτερικούς χώρους είναι συχνά σημαντικά υψηλότερα από εκείνα σε εξωτερικούς χώρους, γεγονός που αποτελεί αυξανόμενη ανησυχία για την υγεία, ιδιαίτερα σε αστικές περιοχές όπου οι άνθρωποι περνούν πάνω από το 80% του χρόνου τους σε εσωτερικούς χώρους.

Οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι τα κυανοβακτηριακά τεχνητά φυτά ενισχύουν τη δέσμευση άνθρακα σε εσωτερικούς χώρους, ενώ μετατρέπουν το CO2 σε οξυγόνο και βιοηλεκτρισμό.

Αυτά τα τεχνητά φυτά χρησιμοποιούν το φως εσωτερικού χώρου για να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση, επιτυγχάνοντας 90% μείωση των επιπέδων CO2 του εσωτερικού χώρου, από 5000 σε 500 ppm — ξεπερνώντας κατά πολύ τη μείωση 10% που παρατηρείται στα φυσικά φυτά. Εκτός από τη βελτίωση της ποιότητας του αέρα, το σύστημα παράγει οξυγόνο και αρκετή βιοηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία φορητών ηλεκτρονικών.

Κάθε τεχνητό φύλλο παράγει ηλεκτρισμό κατά τη φωτοσύνθεση, με νερό και θρεπτικά συστατικά που παρέχονται μέσω της διαπνοής και της τριχοειδούς δράσης, μιμούμενα τα φυσικά φυτικά συστήματα.

Το σύστημα παράγει τάση ανοιχτού κυκλώματος 2,7 V και μέγιστη ισχύ εξόδου 140 μW. Αυτή η αποκεντρωμένη προσέγγιση προσφέρει μια βιώσιμη, ενεργειακά αποδοτική λύση στις περιβαλλοντικές προκλήσεις εσωτερικών χώρων, παρέχοντας βελτιωμένη ποιότητα αέρα και ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές εν μέσω αυξανόμενων παγκόσμιων επιπέδων CO2, σύμφωνα με τη μελέτη.