amerika gazete haberleri haberler
Yazılar

3D Baskılı “Nano-Gökdelenler” Bakterilerin Güneş Işığını Elektriğe Dönüştürmesine Yardımcı Oluyor

Araştırmacılar, bakteri toplulukları için sadece güneş ışığı ve sudan elektrik üretmelerine yardımcı olan küçük ‘gökdelenler’ yaptılar.

Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, güneşi seven bakterilerin hızla büyüyebileceği yüksek katlı ‘nano konut’ ızgaraları oluşturmak için 3D baskıyı kullandılar. Araştırmacılar daha sonra, küçük elektroniklere güç sağlamak için kullanılabilecek fotosentezden arta kalan bakterinin atık elektronlarını çıkarabildiler.

Diğer araştırma ekipleri, fotosentetik bakterilerden enerji çıkardılar, ancak Cambridge araştırmacıları, onlara doğru türde bir ev sağlamanın, çıkarabilecekleri enerji miktarını bir büyüklük sırasına göre artırdığını buldular. Yaklaşım, geleneksel yenilenebilir biyoenerji üretim yöntemlerine karşı rekabetçidir ve halihazırda birçok mevcut biyoyakıt üretim yöntemini geride bırakabilecek güneş enerjisi dönüşüm verimliliğine ulaşmıştır.

Nature Materials dergisinde yayınlanan sonuçları, biyoenerji üretiminde yeni yollar açıyor ve ‘biyohibrit’ güneş enerjisi kaynaklarının sıfır karbonlu enerji karışımında önemli bir bileşen olabileceğini öne sürüyor.

Silikon bazlı güneş pilleri ve biyoyakıtlar gibi mevcut yenilenebilir teknolojiler, karbon emisyonları açısından fosil yakıtlardan çok daha üstündür, ancak aynı zamanda madenciliğe güvenme, geri dönüşümdeki zorluklar ve çiftçiliğe ve toprağa güvenme gibi sınırlamaları da vardır. biyoçeşitlilik kaybına neden olan kullanım.

Araştırmayı yöneten Yusuf Hamied Kimya Bölümü’nden Dr. Jenny Zhang, “Yaklaşımımız gelecek için daha da sürdürülebilir yenilenebilir enerji cihazları üretmeye yönelik bir adım” dedi.

Zhang ve Biyokimya Departmanından ve Malzeme Bilimi ve Metalurji Departmanından meslektaşları, biyoenerjiyi sürdürülebilir ve ölçeklenebilir bir şeye yeniden düşünmek için çalışıyorlar.

Fotosentetik bakteriler veya siyanobakteriler, Dünya’da en bol bulunan yaşam formudur. Birkaç yıldır araştırmacılar, onlardan enerji elde etmek için siyanobakterilerin fotosentez mekanizmalarını ‘yeniden bağlamaya’ çalışıyorlar.

Zhang, “Fotosentetik sistemlerden gerçekte ne kadar enerji elde edebileceğiniz konusunda bir darboğaz oldu, ancak kimse darboğazın nerede olduğunu anlamadı” dedi. “Çoğu bilim insanı, darboğazın biyolojik tarafta, bakterilerde olduğunu varsayıyordu, ancak önemli bir darboğazın aslında maddi tarafta olduğunu bulduk.”

Siyanobakterilerin büyümek için bol güneş ışığına ihtiyacı vardır – yaz aylarında bir gölün yüzeyi gibi. Ve fotosentez yoluyla ürettikleri enerjiyi elde etmek için bakterilerin elektrotlara bağlanması gerekir.

Cambridge ekibi, fotosentez gerçekleştirirken siyanobakterilerle çalışmak üzere uyarlanmış metal oksit nanoparçacıklarından özel elektrotları 3D yazdırdı. Elektrotlar, küçük bir şehir gibi çok dallı, yoğun şekilde paketlenmiş sütun yapıları olarak basıldı.

Zhang’ın ekibi, birden fazla uzunluk ölçeği üzerinde kontrole izin veren, yapıları son derece özelleştirilebilir hale getiren ve çok çeşitli alanlarda fayda sağlayabilecek bir baskı tekniği geliştirdi.

Zhang, “Elektrotlar, çok sayıda pencereli yüksek katlı bir apartman dairesinde olduğu gibi mükemmel ışık işleme özelliklerine sahip” dedi. “Siyanobakteriler, bağlanabilecekleri ve komşularıyla bir topluluk oluşturabilecekleri bir şeye ihtiyaç duyarlar. Elektrotlarımız, camdan bir gökdelen gibi, çok fazla yüzey alanı ile çok fazla ışık arasında bir dengeye izin veriyor.”

Kendi kendine birleşen siyanobakteriler yeni “kablolu” evlerine yerleştikten sonra, araştırmacılar biyoyakıtlar gibi diğer mevcut biyoenerji teknolojilerinden daha verimli olduklarını keşfettiler. Bu teknik, fotosentezden biyoenerji üretmek için diğer yöntemlere göre bir büyüklük sırasına göre ekstrakte edilen enerji miktarını arttırdı.

Zhang, “Yaptığımız sayıları elde edebildiğimize şaşırdım – benzer sayılar uzun yıllardır tahmin ediliyordu, ancak bu sayılar deneysel olarak ilk kez gösteriliyor” dedi. “Siyanobakteriler çok yönlü kimyasal fabrikalardır. Yaklaşımımız, onların enerji dönüşüm yollarından erken bir noktada yararlanmamızı sağlıyor, bu da enerji dönüşümünü nasıl gerçekleştirdiklerini anlamamıza yardımcı oluyor, böylece yenilenebilir yakıt veya kimyasal üretim için doğal yollarını kullanabiliriz.”

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu
İstanbul evden eve nakliyat izmir dijital ajans dijital pazarlama