Энергосистема на основе спор

Недавно в нескольких уважаемых научных журналах была опубликована статья аспиранта Колумбийского университета – Озгур Сахин (Ozgur Sahin). В ней описывается способ и система извлечь механическую энергию за счет испарения и поглощения влаги.

Новизна данного подхода состояла в том, что для исследований был выбран необычный материал, а именно – споры сенной палочки. Эта почвенная бактерия в неблагоприятных условиях образует плотную сферическую оболочку, а если такие споры поместить во влажную среду, в спокойное состояние, то она мгновенно возобновляет свою первоначальную форму.

Гигроскопичный материал помещали в несколько типов сред. На первом этапе в среду с высокой относительной влажностью, где микробные споры напитывались влагой и распухали. На втором этапе в среду с низкой относительной влажности, где микробы теряли свой размер и форму, до той степени, пока в них не оставалось нужного количества воды для поддержания жизнеспособности. Сравнивая показатели влажности первого и второго этапа эксперимента, ученый пришел к выводу, что полезная работа, затрачиваемая на приём, а потом отдачу воды, может быть преобразована в механическую энергию.

Для того чтобы измерить такую энергию, Сахин соорудил некий прибор.

На кремниевую пластину, он нанес раствор, в котором содержались споры сенной палочки. Упругую пластину с помощью щупа соединил с электромагнитным генератором, а вторым щупом соединил с пластиной конденсатора. Трансформацию рельефа поверхности фиксировал атомно-силовым микроскопом. А изменение влажности окружающей среды приводило к тому, что диэлектрический материал сокращался при низкой влажности воздуха, и расширялся при высокой. Под действием таких сокращений, энергии сгенерировалось в десятки раз больше, чем при тех же условиях может, например, выработать мышца человека.

Наряду с несколькими вариантами изобретений для преобразования энергии, которые легко исполнить в лабораторных условиях, сделаны важные открытия. А именно экономически целесообразно использовать приборы, которые могут генерировать возобновляемую энергию из природных материалов. С помощью генной инженерии, есть возможность увеличить эффективность спор – сделать их более эластичными. Такие мутированные клетки могут быть использованы не только для получения энергии, но и для её хранения.