Hledání udržitelného a zcela čistého zdroje energie se zintenzivňuje, protože změna klimatu stále představuje pro naši planetu významnou hrozbu. Mohla by se běžná látka, která se vyskytuje v našich oceánech, stát převratnou změnou v energetice?
S narůstajícími dopady změny klimatu je naléhavě nutné přejít od fosilních paliv k obnovitelným zdrojům energie. Současné technologie obnovitelných zdrojů, jako je solární a větrná energie, jsou slibné, ale nejsou bez problémů. Například výroba fotovoltaických článků, které jsou pro solární panely nezbytné, zahrnuje procesy, při nichž se do životního prostředí uvolňují škodlivé plyny a mikrovlákna. Podobně velké plochy potřebné pro větrné elektrárny mohou narušit místní ekosystémy a biologickou rozmanitost.
Navzdory těmto problémům se inovace objevují i nadále. Japonsko například vyvinulo solární superpanel, který je schopen vyrobit více energie než 20 jaderných reaktorů, což ukazuje potenciál solární technologie, pokud je optimalizována.
Tato obyčejná látka má neuvěřitelné energetické schopnosti
Nedávný výzkum laboratoře Optical-Bio Microsystems Lab představil zajímavou metodu výroby elektřiny pomocí řas. Ve své studii vědci navrhují využít energii, která vzniká při fotosyntéze v řasách, k výrobě elektřiny. Tento inovativní přístup zahrnuje mikrofotosyntetické energetické články, které zachycují elektrony uvolněné během fotosyntézy.
Konstrukce těchto energetických článků zahrnuje dvě komory – anodu a katodu – oddělené protonovou výměnnou membránou. V anodové komoře probíhá fotosyntéza řas zavěšených v roztoku, přičemž se uvolňují elektrony, které jsou zachycovány mikroelektrodami. Tyto elektrony pak procházejí membránou a vytvářejí elektrický proud.
https://twitter.com/exxonmobil/status/1177598823293771776
V katodové komoře působí jako akceptor elektronů ferrikyanid draselný, který usnadňuje tok elektronů a uzavírá obvod. Toto uspořádání nejenže vyrábí elektřinu, ale také produkuje kyslík jako vedlejší produkt, což z něj činí proces šetrný k životnímu prostředí.
Mohou se uhlíkové emise dostat do mínusu?
Jedním z nejzajímavějších aspektů této technologie je její potenciál záporných emisí uhlíku. Na rozdíl od tradičních zdrojů energie, které emitují oxid uhličitý, systém založený na řasách absorbuje během fotosyntézy CO2 z atmosféry a místo něj uvolňuje kyslík. To znamená, že tento proces nejenže zabraňuje emisím uhlíku, ale aktivně snižuje hladinu CO2 v atmosféře.
Materiály použité v těchto energetických článcích jsou rovněž biokompatibilní, což zajišťuje, že při likvidaci nepřispívají ke znečištění životního prostředí. To je v souladu s širším cílem vývoje udržitelných technologií, které minimalizují ekologický dopad.
Alternativa k fosilním palivům
I když je koncept výroby elektřiny z řas slibný, je stále v počátečních fázích vývoje. První testy ukázaly, že jeden mikrofotosyntetický energetický článek může produkovat koncové napětí 1,0 V. Ačkoli je tento výkon skromný, technologie má tu výhodu, že ve srovnání s tradičními solárními panely pracuje za nižších světelných podmínek, takže je vhodná pro oblasti s méně intenzivním slunečním zářením.
Jak bude výzkum postupovat, budou škálovatelnost a účinnost této technologie rozhodujícími faktory, které určí její životaschopnost jako běžného zdroje energie. V případě úspěchu by mohla doplnit stávající technologie obnovitelných zdrojů a přispět k diverzifikaci energetického portfolia.
Budoucnost obnovitelných zdrojů energie
Potenciál výroby energie z řas podtrhuje inovačního ducha, který je hnací silou odvětví obnovitelných zdrojů energie. Vzhledem k tomu, že vědci pokračují ve zkoumání nových hranic, pokrok v oblasti umělé inteligence a integračních technologií by mohl dále zvýšit účinnost a použitelnost tohoto přístupu.
Ve snaze o čistší planetu odvětví obnovitelných zdrojů pravděpodobně představí další převratné inovace, jako je například podvodní turbína schopná napájet 1000 domácností. Tento vývoj podtrhuje význam pokračujících investic do výzkumu a vývoje pro dosažení udržitelné energetické budoucnosti.