Закон Архимеда был открыт когда древнегреческий ученый принимал ванну. А израильский докторант Янив Шлосберг придумал инновационный метод производства электричества, когда плавал в море.
Идея переросла в серьезное исследование, в котором приняли участие ученые трех факультетов Техниона и Израильского института океанографии и лимнологии в Хайфе (IOLR).
Речь идет об углеродно-отрицательном способе производства электроэнергии из морских водорослей. Это станет подлинной революцией в энергетике. В процессе фотосинтеза выделяется кислород, а само производство становится практически безотходным: отработанные водоросли можно потом использовать в сельском хозяйстве в качестве корма для животных, а также в медицинской и косметической промышленности.
Среди множества видов топлива, используемого на планете, значительную долю все еще составляют ископаемые виды (нефть, уголь, газ и пр.), сжигание которых загрязняет окружающую среду. Надвигающийся климатический кризис вынуждает ученых искать новые, альтернативные и экологически чистые источники энергии. Один из подходов, известный уже несколько лет, использование микробных топливных элементов, то есть биотехнологических устройств, преобразующих энергию химических связей органических веществ в электричество посредством микроорганизмов.
Этот подход основан на способности определенных бактерий испускать электроны, и если разместить колонии таких бактерий рядом с электронами, запускается процесс выработки электричества. Но метод имеет два недостатка: во-первых, дорого стоит, а во-вторых, опасен для здоровья из-за необходимости культивирования большого количества бактерий (в том числе патогенов) в электрохимических ячейках.
Еще один способ основан на использовании цианобактерий (сине-зеленых водорослей), способных выполнять фотосинтез. Но и он ограничен: цианобактерии не могут производить электричество в темноте, а кроме того, для производства существенного объема электроэнергии требуются поистине гигантские площади для выращивания культур.
Теперь ученые из Техниона использовали морские водоросли, в частности – зеленые средиземноморские водоросли Ulva, которые еще называют морским салатом. И уже на первом этапе исследования смогли получить силу электротока, в тысячу раз превышающую ток, производимый цианобактериями. По показателям они приближаются к работе солнечных батарей.
Это обусловлено, как отмечает профессор Ноам Адир, высокой эффективностью фотосинтеза морских водорослей и концентрацией соли в морской воде, которая в данном случае действует как электролит. К тому же водоросли способны вырабатывать электричество не только днем в результате фотосинтеза, но и ночью – с помощью молекул, которые растение выделяет в процессе дыхания.
Сегодня способы производства энергии подразделяются на две категории: углеродно-положительные и углеродно-нейтральные. В первом случае речь идет о технологиях, разрушительно воздействующих на окружающую среду, загрязняющих атмосферу и способствующих глобальному потеплению. Во втором случае мы имеем дело с «зелеными» технологиями – например, с солнечными батареями, производящими «чистую» энергию. Но производство, транспортировка и, самое главное, утилизация этих батарей тоже отрицательно влияют на экологическую обстановку. В то время как технология производства электроэнергии, разработка которой ведется исследователями Техниона, не только безвредна, но даже полезна для окружающей среды.
