Электричество из водорослей и ревеня

Канадские ученые произвели исследование, позволившее создать совершенно новый способ добычи электроэнергии. Его суть заключается в переработке энергии водорослей. Специалисты поделятся подробностями своей работы во время форума инновационных технологий, запланированного для проведения в Париже.

Во время данного форума ученые из разных мировых стран поделятся своими последними открытиями и опытом. Не останется без внимания сфера получения электроэнергии. Представители Канады трудились в этом направлении достаточно долго, и вот, были получены соответствующие результаты. Они положили в основу своей работы возможности сине-зеленых водорослей, выделяющих электричество в процессе фотосинтеза.

Как стало известно, во время фотосинтеза цианобактерии выпускают на свободу небольшой заряд электронов, расположенных в растительных клетках. Один из участников эксперимента отметил, что получение более масштабных результатов является вполне возможным, ведь необходимо лишь захватить освободившийся электрон. В результате таких действий будет выделяться чистая электроэнергия, высвобождаемая благодаря вполне естественным природным процессам.


Группа разработчиков под руководством Майкла Азиза, физика из Гарвардского университета, предлагает использовать хиноны - органические вещества, которые известны своей высокой способностью захватывать и высвобождать электроны (это главное свойство, которое ищет энергетика в материалах для аккумуляторов). Кроме того, они в изобилии содержатся в растениях и даже в растительном масле, поэтому потенциально доступны и недороги. Азиз сообщил, что его студенты, тестировавшие различные разновидности хинонов в качестве реагентов для проточных батарей, получили очень обнадёживающие результаты. Далее, объединившись с группой гарвардских химиков-теоретиков, исследователи смогли рассчитать необходимые свойства для более чем 10 000 разных хинонов. Оптимальным оказался хинон (антрахинон), аналогичный по структуре соединению, содержащемуся в обыкновенном ревене, и группа Азиза испытала его в качестве компонента проточной батареи.

В одну емкость поместили электролит на основе выбранного хинона, в другую — бром Br2, в обычных условиях жидкий. Чтобы получить электричество, эти жидкости прокачивали через ячейку с угольными электродами, разделенную протонообменной мембраной. В одной части ячейки происходит превращение гидрохинон/хинон, при этом образуются два электрона и два протона. Электроны уходят во внешнюю цепь, а протоны проходят сквозь мембрану, и соединяются с атомом брома, образуя бромистый водород HBr. Чтобы запасти энергию, жидкость прокачивают в противоположную сторону.

В недавней публикации в сетевой версии журнала Nature Азиз и коллеги утверждают, что первые опытные образцы проточной батареи на антрахиноне не просто работают, но и демонстрируют высокую стабильность и производительность, будучи по себестоимости примерно втрое дешевле ванадия. Это обещает значительный экономический выигрыш.

Эксперты по проточным аккумуляторам, однако, отмечают, что бром – материал очень едкий и экологически опасный, так что если учесть в себестоимости затраты на утилизацию новых батарей, она может оказаться значительно выше. Но Азиз считает, что его группе удастся заменить бром более «зелёным» органическим компонентом; эти поиски сейчас ведутся. В случае успеха новая батарея позволит значительно увеличить долю возобновлямых источников в энергосетях.

Newsland.ru

А что если объединить две идеи в одну "суперидею", как известно, впервые бром был получен из водорослей, стало быть можно эти водоросли разводить специально в водоемах обогащенных бромом, а рядом с ними выращивать ревень, в общем при помощи несложных манипуляций можно будет получать электроэнергию в существенных количествах.

Не думаю, что эту электроэнергию можно будет экспортировать, но есть одно применение электричества, о котором мало кто знает.

Это электромелиорация почв, над этой темой успешно работали советские ученые в 60е-70е годы. Опыты проведенные в Астраханской области и в Нагорном Карабахе дали вполне обнадеживающий результат, на эту тему вышла книга "Электромелиорация почв засоленного ряда".

Еще один путь использования "зеленой" электроэнергии, это орошение полей северного Крыма. Дело в том, что по северу Крыма, помимо Северокрымского канала, в настоящее время сухого, имеется еще и старые русла двух древних рек, возможно это были рукава современного Днепра.
В настоящее время в Крыму бурят скважины и качают из них воду для полива, но это обходится дорого, кроме того, скважины быстро забиваются и их приходится чистить или бурить заново. К тому же подземная вода, как правило, сильно минерализована, что для растений не всегда полезно, со временем же, в результате испарения поливной воды наблюдается засоление почв, что сильно снижает урожайность. 
Гораздо дешевле может обходиться электроосмос,  который уже очень давно используется в строительстве. При помощи электроосмоса можно поднимать воду из водоносных горизонтов непосредственно к корням растений, при этом испарение воды будет гораздо ниже чем даже при самом экономном капельном поливе.