|
Поиск альтернативных источников энергии становится все более актуальным, ведь запасы традиционного топлива истощаются. Новые расчеты показывают, что каменного угля осталось буквально на четверть века, а запасы нефти могут не перешагнуть с человечеством в XXII столетие. Солнце, ветер и приливная волна – вот стихии, которые собираются обуздать энергетики. Но как сохранить добытое таким образом электричество?
Добыча электричества – это лишь часть задач, которые должна решать энергетика. Ведь нужно еще сохранить заряд и передать его конечному потребителю. Конструкторам предстоит создать аккумуляторы будущего – емкие и надежные. И тут им на помощь приходит мать-природа, которая изобрела уникальный способ хранить электричество еще миллиарды лет назад, на заре зарождения земной жизни.
Новая технология, открытая американским профессором Брюсом Логаном из Пенсильванского университета, позволяет сохранять электрический заряд в пузырьках газа метана. Для этого ученый использовал природный дар – бактерии Methanobacterium palustre. Эти микроорганизмы хорошо и давно известны человечеству своей способностью превращать углекислый газ в метан.
Метанобактерии являются одним из древнейших видов организмов на Земле и ведут свое происхождение от первых одноклеточных существ. Как и другие прямые потомки архибактерий, они лишены ядра и каких-либо других органов, а по сроку жизни превосходят практически все остальные микроорганизмы. Именно метанобактерии производят характерные для болот испарения с удушливым неприятным запахом метана.
Исследования показали, что в природе метанобактерии могут сохранять электронный заряд, который используют как топливо, обмениваясь им с сородичами. Под воздействием слабого разряда тока бактерии выделяют крошечные пузырьки метана, в которых сохраняется небольшое количество электронов. Логан и его коллеги обнаружили, что, если нанести слой бактерий на катод и подвергнуть их воздействию слабого напряжения, то они покрываются слоем крошечных метановых пузырьков.
Следуя собственному пути эволюционного развития, метанобактерии научились накапливать электричество за счет химических свойств метана. При этом эффективность такого метода хранения равна невероятному показателю в 80 процентов. Ни одно из созданных человеком аккумулирующих устройств не может сравниться с природной приспособляемостью – значительная часть энергии пропадает, расходуясь на преодоление сопротивления, нагрев и побочные электрохимические реакции.
«Мы вступили на путь создания новых методов хранения энергии, где сможем превращать электричество в биотопливо», - комментирует результат исследований сам профессор Брюс Логан. Хотя полученную технологию нельзя причислить к эффективным методам борьбы с парниковым эффектом (метан опасен для земной атмосферы в не меньшей степени, чем углекислый газ), метанобактерии могут сохранять солнечную, ветряную и приливную энергию с гораздо меньшей себестоимостью, чем традиционные батареи.
Для коммерческого применения новой методики ученым еще предстоит подробно изучить сам процесс преобразования углекислого газа в метан. Необходимо узнать алгоритм этого превращения и количество действий, совершаемых бактерий для подобного результата. Только понимание клеточных механизмов поможет создавать наиболее эффективные энергохранилища.
По оценке независимых экспертов в области энергетики, а также ученых-микробиологов, новая «старая» технология имеет огромные перспективы. Электричества, вырабатываемого установками альтернативной энергии, явно недостаточно для решения насущных проблем человечества. Однако его хватает для выработки огромного количества метанового газа, который, в свою очередь, расценивается как основное топливо будущего.
Но многочисленные скептики не уверены, что реальный коэффициент полезного действия бактериальных аккумуляторов сравнится с теми показателями, которые удалось достигнуть в лабораториях. Именно поэтому команда профессора Логана в настоящее время занята проверкой работы прототипов биобатареи в нормальных условиях.
| 
