Các nhà khoa học Trung Quốc tích hợp vi sinh vật với nước biển để quy đổi ánh sáng thành đường, sau đó sử dụng đường để tạo ra điện .Theo SCMP đưa tin hôm 10/10, loại pin sinh học này hoàn toàn có thể phân phối tối đa 380 microwatt và hoạt động giải trí không thay đổi trong hơn một tháng, tương thích với những cơ sở sử dụng nguồn năng lượng cực thấp. Hiện tại, hiệu suất của pin không hề sánh bằng quang điện bán dẫn nhưng nó cho thấy một cách thích hợp với thiên nhiên và môi trường hơn và có năng lực tiết kiệm ngân sách và chi phí ngân sách hơn để tạo ra điện trực tiếp từ ánh sáng .Công trình nghiên cứu và điều tra – do Phòng thí nghiệm Trọng điểm Nhà nước Trung Quốc về Tài nguyên Vi sinh vật, Viện Năng lượng Sinh học và Công nghệ Xử lý Sinh học Thanh Đảo, Viện Công nghệ Sinh học Công nghiệp Thiên Tân thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc phối hợp triển khai – đã được xuất bản trên tạp chí Nature Communications .
Mô phỏng hệ sinh thái vi sinh vật biển (trái) và pin đại dương sinh học (phải). Ảnh: Zhu Huawei
” Pin đại dương sinh học thu nhỏ được lấy cảm hứng từ những hệ sinh thái vi sinh vật biển “, tác giả chính Zhu Huawei từ Phòng thí nghiệm Trọng điểm Nhà nước Trung Quốc về Tài nguyên Vi sinh vật, cho biết .
Các loại tảo như tảo lục lam, còn được gọi là vi trùng lam, là sinh vật sản xuất chính trong hệ sinh thái vi sinh vật biển. Chúng hấp thụ nguồn năng lượng mặt trời và carbon dioxide cố định và thắt chặt để sản xuất chất hữu cơ. Thông qua đó, nguồn năng lượng mặt trời được chuyển cho những electron và tàng trữ trong chất hữu cơ .
Sau khi phân hủy, 1 số ít chất hữu cơ lắng xuống trầm tích dưới đáy biển, nơi chúng trở thành dinh dưỡng cho vi sinh vật và tham gia vào quy trình trao đổi chất của chúng .
Năng lượng mặt trời là động lực chính trong những quy trình sinh địa hóa này. Để tăng hiệu suất, những nhà khoa học đã sản xuất một thiết bị đặc biệt quan trọng nhằm mục đích triển khai quy trình này trong một viên pin .
Nhóm nghiên cứu đã đưa bốn loài vi sinh vật, bao gồm cả tảo, vào một thiết bị chứa đầy nước biển để bắt chước cấu trúc của hệ sinh thái vi sinh vật: trong đó một loài đóng vai trò là sinh vật sản xuất chính, một loài là sinh vật phân hủy chính và hai loài còn lại là sinh vật tiêu thụ cuối cùng.
Các loại tảo là sinh vật sản xuất chính của hệ sinh thái đại dương. Ảnh : SCMP
Đầu tiên, sinh vật sản xuất tạo ra đường sucrose trải qua quang hợp. Sau đó, sinh vật phân hủy phá vỡ đường sucrose thành lactate. Tiếp theo, những sinh vật tiêu thụ liên tục phân hủy lactate và ở đầu cuối tạo ra điện .
” Điều này không chỉ chứng tỏ mạng lưới hệ thống bốn loài là tối ưu về tỷ lệ nguồn năng lượng và độ không thay đổi, mà còn cho thấy việc duy trì cấu trúc sinh thái xanh ba cấp hoàn hảo là một cách hiệu suất cao để quy đổi quang điện sinh học “, Zhu nhấn mạnh vấn đề. ” Pin hoàn toàn có thể đóng vai trò như một nguồn nguồn năng lượng điện thay thế sửa chữa cho những cơ sở nguồn năng lượng siêu thấp, ví dụ điển hình như cảm ứng môi trường tự nhiên của Internet Vạn vật. Một pin đại dương sinh học thu nhỏ tạo ra hàng trăm microwatt là đủ để tương hỗ những cơ sở như vậy ” .
Với năng lượng mặt trời là đầu vào duy nhất, loại pin sinh học này thậm chí có tiềm năng hoạt động trên sao Hỏa, miễn là có nước, carbon dioxide và khoáng chất.
Nhóm điều tra và nghiên cứu đang tìm kiếm những cách hiệu suất cao để tăng sản lượng điện. ” Việc sản xuất pin nước biển lúc bấy giờ tương đối phức tạp. Chúng tôi đang xem xét tự động hóa quá trình này bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến in 3D “, Zhu nói thêm .
Đoàn Dương (Theo SCMP)
