Автор Тема: Искусственная система превзошла натуральный лист по эффективности фотосинтеза  (Прочитано 1601 раз)

Оффлайн vlyerm

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 939
https://geektimes.ru/post/276910/

Цитировать
Впервые учёным удалось эффективно совместить химический электролиз с деятельностью бактерий. Система производит спирт и другие вещества буквально «из воздуха»



Исследователи из Гарвардского университета создали бионическую систему, которая преобразует и сохраняет солнечную энергию в химическом виде, используя гибридный механизм из неорганических материалов и живых микроорганизмов. Такая схема помогает решить сразу две проблемы: 1) сохранение солнечной энергии, которая производится в избытке в светлое время суток и которой не хватает вечером; 2) устранение лишнего CO2 из атмосферы.

Новое изобретение превосходит по эффективности все существующие подобные разработки и даже превосходит фотосинтез в естественной природе. Научная статья опубликована 3 июня в журнале Science (doi:10.1126/science.aaf5039).

«Я думаю, это на самом деле довольно волнующее исследование, — прокомментировал работу коллег Йоханнес Лишнер (Johannes Lischner) из Имперского колледжа Лондона. — Преобразование солнечного света в химическое топливо с высокой эффективностью — что-то вроде чаши Святого Грааля для возобновляемой энергетики».

Бионическая система представляет собой банку с двумя электродами, водой и колонией бактерий Ralstonia eutropha. Электрический ток пропускается через электроды и разлагает молекулы воды, освобождая газообразный водород.



Полученный водород уже можно было бы использовать в качестве топлива, но учёные решили усложнить систему, чтобы сделать её более эффективной. На следующем этапе в дело вступают бактерии Ralstonia eutropha, которые питаются водородом и CO2 из атмосферы. Благодаря этим питательным веществам колония бактерий активно увеличивается в размерах. Среди продуктов жизнедеятельности микроорганизмов — различные полезные химикаты. Учёные экспериментировали с генетическими модификациями и вывели бактерий, производящих различные виды спирта (C3 и C4+C5 на диаграммах) и прекурсоры пластика (PHB на диаграммах).



Учёные уже десятилетиями пытаются выращивать бактерий на электродах, чтобы заставить их принять участие в химической цепочке реакций, но в этом процессе постоянно возникали разные проблемы, которые мешали создать по-настоящему эффективную систему.

Главные из этих проблем — выщелачивание тяжёлых металлов из электродов, а также появление кислорода в активной форме. Оба этих процесса угнетают жизнь счастливых, здоровых бактерий. Важным открытием химиков из Гарварда стало использование системы электролиза с катодом и анодом на основе кобальта. По существу, катод и анод производят синергетический эффект, представляя собой самозаживляющуюся систему. Если один деградирует, второй снабжает его веществами, и наоборот.

По мнению независимых специалистов, которые не имеют отношения к данному исследованию, научная работа действительно революционная. Впервые в истории учёным удалось совместить химический электролиз с деятельностью бактерий с высоким КПД преобразования и сохранения энергии. Работы в этом направлении шли с 1960-х годов.



Авторы исследования сумели добиться эффективности восстановления CO2 около 50% с производством бактериальной биомассы и жидкого спирта. На 1 кВтч электричества расходуется 180 граммов CO2.

Если совместить эту систему с обычными фотоэлементами, то эффективность восстановления CO2 составит около 10% — это выше, чем в природном фотосинтезе!

Учёные предполагают, что их система эффективного электролиза с преобразованием энергии в жидкое топливо найдёт применение, в первую очередь, в развивающихся странах, где нет развитой электрической инфраструктуры, чтобы распределять и сохранять электричество, сгенерированное солнечными панелями в дневное время.

В будущем технология может найти очень широкое применение. Очень важно, что бактерии поддаются генной инженерии и подходят для производства не только спирта, но и других материалов. Всё это можно получать в неограниченном количестве буквально из воздуха и солнечного света, как сказал в научном подкасте Брендан Колон (Brendan Colón), один из авторов научной работы.

Система решает проблему с хранением сгенерированного электричества, но ещё и помогает извлечь какую-то пользу от излишнего CO2, который человечество выбрасывает в атмосферу, сжигая миллионы тонн углеводородов ежегодно.

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
https://geektimes.ru/post/276910/

Цитировать
Впервые учёным удалось эффективно совместить химический электролиз с деятельностью бактерий. Система производит спирт и другие вещества буквально «из воздуха»



Исследователи из Гарвардского университета создали бионическую систему, которая преобразует и сохраняет солнечную энергию в химическом виде, используя гибридный механизм из неорганических материалов и живых микроорганизмов. Такая схема помогает решить сразу две проблемы: 1) сохранение солнечной энергии, которая производится в избытке в светлое время суток и которой не хватает вечером; 2) устранение лишнего CO2 из атмосферы.

Новое изобретение превосходит по эффективности все существующие подобные разработки и даже превосходит фотосинтез в естественной природе. Научная статья опубликована 3 июня в журнале Science (doi:10.1126/science.aaf5039).

«Я думаю, это на самом деле довольно волнующее исследование, — прокомментировал работу коллег Йоханнес Лишнер (Johannes Lischner) из Имперского колледжа Лондона. — Преобразование солнечного света в химическое топливо с высокой эффективностью — что-то вроде чаши Святого Грааля для возобновляемой энергетики».

Бионическая система представляет собой банку с двумя электродами, водой и колонией бактерий Ralstonia eutropha. Электрический ток пропускается через электроды и разлагает молекулы воды, освобождая газообразный водород.



Полученный водород уже можно было бы использовать в качестве топлива, но учёные решили усложнить систему, чтобы сделать её более эффективной. На следующем этапе в дело вступают бактерии Ralstonia eutropha, которые питаются водородом и CO2 из атмосферы. Благодаря этим питательным веществам колония бактерий активно увеличивается в размерах. Среди продуктов жизнедеятельности микроорганизмов — различные полезные химикаты. Учёные экспериментировали с генетическими модификациями и вывели бактерий, производящих различные виды спирта (C3 и C4+C5 на диаграммах) и прекурсоры пластика (PHB на диаграммах).



Учёные уже десятилетиями пытаются выращивать бактерий на электродах, чтобы заставить их принять участие в химической цепочке реакций, но в этом процессе постоянно возникали разные проблемы, которые мешали создать по-настоящему эффективную систему.

Главные из этих проблем — выщелачивание тяжёлых металлов из электродов, а также появление кислорода в активной форме. Оба этих процесса угнетают жизнь счастливых, здоровых бактерий. Важным открытием химиков из Гарварда стало использование системы электролиза с катодом и анодом на основе кобальта. По существу, катод и анод производят синергетический эффект, представляя собой самозаживляющуюся систему. Если один деградирует, второй снабжает его веществами, и наоборот.

По мнению независимых специалистов, которые не имеют отношения к данному исследованию, научная работа действительно революционная. Впервые в истории учёным удалось совместить химический электролиз с деятельностью бактерий с высоким КПД преобразования и сохранения энергии. Работы в этом направлении шли с 1960-х годов.



Авторы исследования сумели добиться эффективности восстановления CO2 около 50% с производством бактериальной биомассы и жидкого спирта. На 1 кВтч электричества расходуется 180 граммов CO2.

Если совместить эту систему с обычными фотоэлементами, то эффективность восстановления CO2 составит около 10% — это выше, чем в природном фотосинтезе!

Учёные предполагают, что их система эффективного электролиза с преобразованием энергии в жидкое топливо найдёт применение, в первую очередь, в развивающихся странах, где нет развитой электрической инфраструктуры, чтобы распределять и сохранять электричество, сгенерированное солнечными панелями в дневное время.

В будущем технология может найти очень широкое применение. Очень важно, что бактерии поддаются генной инженерии и подходят для производства не только спирта, но и других материалов. Всё это можно получать в неограниченном количестве буквально из воздуха и солнечного света, как сказал в научном подкасте Брендан Колон (Brendan Colón), один из авторов научной работы.

Система решает проблему с хранением сгенерированного электричества, но ещё и помогает извлечь какую-то пользу от излишнего CO2, который человечество выбрасывает в атмосферу, сжигая миллионы тонн углеводородов ежегодно.

Отлично теперь у нас появился новый способ добывания спирта  :-D
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн V-kont

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 715
    • E-mail
остынь,нефть с газом похоронить не могут,а тут спирт из воздуха- рановато губы раскатали :)

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
Такую хрень поставить на автомобили и веганам продавать))
Веганомобиль
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
И как решили проблему активных форм кислорода, я не понял
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
Видимо надо туда антиоксиданты подсыпать периодически
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
остынь,нефть с газом похоронить не могут,а тут спирт из воздуха- рановато губы раскатали :)

А ты представь если завтра их похоронить.
Ты готов ходить пешком, и топить буржуйкой а так же жить в стиле безумного Макса или примерно как в ДНР/ЛНР так как экономика сильно поменяется, а нового уклада еще нема.....

Усе нормально, усе идет по плану... Плавненько плавненько без экцессов... осторожно на поворотах... а то бля похороните так что потом костей не собрать...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн V-kont

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 715
    • E-mail
Ты же в теме,все замены давно готовы и ждут своего часа не один десяток лет.Кстати странно что нигде новые технологии энергии не прорвало в массы(?)что такой крепкий сговор или же есть царь на планете...

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Ты же в теме,все замены давно готовы и ждут своего часа не один десяток лет.Кстати странно что нигде новые технологии энергии не прорвало в массы(?)что такой крепкий сговор или же есть царь на планете...

И ни то и ни другое.....

Дело в том что в определенных индустриях заняты люди. Помимо прочего есть инфраструктура....
Если эти технологии пустить в массы то либо инфраструктуру надо будет сильно менять либо если ее не надо будет менять, то не понятно чем людей будет занять если у них тупо работы не будет... Сейчас то с этой проблемой бьются те же Штаты...
Хилари в последнем интервью Познеру по этому поводу говорила, что проблема с тем что трудовая этика уходит и то что новые рабочие места создавать все сложнее...

А Отсутствие работы без дотаций приводит к терроризму и бунтам... Людям просто терять нечего поэтому они будут убивать под любым предлогом, под любой идеей... Как бы сказали некоторые - "нам все равно терять нечего"...

Пока не будет нащупан адекватный способ перехода от уклада 1 к укладу 2 все будет идти довольно медленно и инерционно, пока что анклавный сценарий является базовым (я бы сказал мейнстримным)...

На счет того что все замены давно готовы я сомневаюсь, но у меня не вся инфа по этой теме есть....

Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Ты же в теме,все замены давно готовы и ждут своего часа не один десяток лет.Кстати странно что нигде новые технологии энергии не прорвало в массы(?)что такой крепкий сговор или же есть царь на планете...

И ни то и ни другое.....

Дело в том что в определенных индустриях заняты люди. Помимо прочего есть инфраструктура....
Если эти технологии пустить в массы то либо инфраструктуру надо будет сильно менять либо если ее не надо будет менять, то не понятно чем людей будет занять если у них тупо работы не будет... Сейчас то с этой проблемой бьются те же Штаты...
Хилари в последнем интервью Познеру по этому поводу говорила, что проблема с тем что трудовая этика уходит и то что новые рабочие места создавать все сложнее...

А Отсутствие работы без дотаций приводит к терроризму и бунтам... Людям просто терять нечего поэтому они будут убивать под любым предлогом, под любой идеей... Как бы сказали некоторые - "нам все равно терять нечего"...

Пока не будет нащупан адекватный способ перехода от уклада 1 к укладу 2 все будет идти довольно медленно и инерционно, пока что анклавный сценарий является базовым (я бы сказал мейнстримным)...

На счет того что все замены давно готовы я сомневаюсь, но у меня не вся инфа по этой теме есть....

Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы

Поэтому и принимается программы по постепенному переходу в Саудовской Аравии на гибриды, в Индии на гибриды или электромобили... В Европе новая энергетическая доктрина, которая между прочим предусматривает и диверсификацию поставок газа... В США то же есть своя доктрина энергетическая и т.д...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн kar

  • Новичок
  • Сообщений: 3
Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы
[/quote]

А это развод или вместо дизеля?
http://btg16.ru/products/19574691

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы

А это развод или вместо дизеля?
http://btg16.ru/products/19574691

[/quote]
Развод.
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы

А это развод или вместо дизеля?
http://btg16.ru/products/19574691

А видел там что бы мощей хватило у такой хуеты что бы Камаз Тянул с полной нагрузкой.... (Мощность Максимальная 5,3 кВт там же написано)

Я же говорил что генератора мощностью на 60 -100 Квт я пока не видел.. а это мощность только под легковушку..., сам понимаешь, что на грузовой нужно больше мощей или ты просто заебешься батарейку постоянно подзаряжать.....
Теоретически типа сделать можно но пока только теоретически...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы

А это развод или вместо дизеля?
http://btg16.ru/products/19574691

Теоретически типа сделать можно но пока только теоретически...

Можно пойти и другим путем, сочетать разные устройства и не ебать мозг с генераторами, но лучше сразу с генератором разобраться один раз... и модели делать под разные назначения,
авто
грузовое авто
леталки и самолеты
промышленность
ЖКХ
и т.д...

Но это мечты....
Кто тебе даст это сделать даже если у тебя будет реальный образец а не теория. Ты что хочешь отнять кусок хлеба у номенклатурно-коррупционного класа который стрижет бабло с ЖКХ и у Россетей которые липиздричество продают...


Поэтомоу только в анклаве... и только под  чутким надзором своих пацанов которые если что любого мудака пристрелят который посягнет на интеллектуальную собственность...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн kar

  • Новичок
  • Сообщений: 3
Я же говорил что генератора мощностью на 60 -100 Квт я пока не видел.. а это мощность только под легковушку..., сам понимаешь, что на грузовой нужно
[/quote]
Так вот же 100 квт
http://btg16.ru/products/19773812
только вес 350 кг

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Под кое какие задачи дизель пока что использовать выгоднее. Когда будет решена задача с тем что бы не надо было хуярить батарею размером почти с машину, то я думаю можно будет говорить что все замены готовы

А это развод или вместо дизеля?
http://btg16.ru/products/19574691

Развод.
[/quote]

Слабая мощность такого устройств на сколько я понял связана с тем что он эксплуатирует то что магнитные потоки грамотно закручивает об диэлектрик в центре установки не пытаясь добиться большего напряжения..

В целом принцип мне понятен, я думаю можно добиться и большего напряжения, но я не проверял это на практике...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Я же говорил что генератора мощностью на 60 -100 Квт я пока не видел.. а это мощность только под легковушку..., сам понимаешь, что на грузовой нужно
Так вот же 100 квт
http://btg16.ru/products/19773812
только вес 350 кг
[/quote]
Значит я плохо смотрел сайт  :-D
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
это из разряда "авто на электромагнитном поле земли" надо полагать
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
это из разряда "авто на электромагнитном поле земли" надо полагать

Нет там принцип другой в работе генератора, посмотри видео ролики поймешь.

Но лучше экспериментальный путь познания на мой взгляд.
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
я не про принцип, я про то что "вечный двигатель"
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
наверное что-то вэтом духе собрать можно, но тут какбэ на профанических знаниях далеко не уедешь
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
я не про принцип, я про то что "вечный двигатель"

Он не вечный.
Материалы изнашиваются и рано или поздно он перестанет работать, но то сколько он может работать без починки я не знаю...
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
наверное что-то вэтом духе собрать можно, но тут какбэ на профанических знаниях далеко не уедешь

Там ни чего сложного нет надо знать ряд ключевых принципов и понимать их....
Дело в том что для этого нужен набор минимальной аппаратуры и материалов.
Хотя бы для эксперимента, то есть не для сборки а для построение хуеты на картонке , что бы замерить вход и выход...
Создание прототипа может потребовать вложений и усилий труда уже больше.
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.

Оффлайн Nomarch

  • ...
  • Hero Member
  • ***
  • Сообщений: 3 880
Я готов заключить пари, что это развод. Скажем 500 баксов.
聖人以心導耳目,小人以耳目導心。

Оффлайн Real

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1 705
    • E-mail
Я готов заключить пари, что это развод. Скажем 500 баксов.
А я не готов.

Скажем так проверить стоит 300 баксов, если да то я в плюсе на 200 баксов + 300 баксов установка моя.

Так как я не проверил, то нах выписываться в это  :-D....

Вообще похоже на развод. Сомнения твои обоснованы, но я понимаю что сие возможно, ролик с мужиком который получил 2 Квт в чистом поле ты видел, значит практически такое возможно.

Так как принцип ты так и не понял, то для тебя кажется это разводом.

А я принцип (который применял мужик в ролике в чистом поле) понял, поэтому мне кажется это возможным..

Смотря с какой стороны смотреть...

Развод или нет на самом деле не имеет значение, имеет значение то сможет ли тот или иной конструктор этот принцип использовать самостоятельно вот в чем вопрос....
Штирлиц стоял на своем. Это была любимая пытка Мюллера.