Роза като склад за захранване

Полимерната мрежа превръща Роуз в електрохимичен кондензатор

Проводим полимер автоматично превръща нормална роза в тръбопроводна мрежа, която може да съхранява електричество. © Thor Balkhed / Univers Link Linköping
чете на глас

Киборг Роза: Изследователите са превърнали нормална роза в електрохимично хранилище на енергия. За тази цел растението абсорбира проводим полимер, който образува разклонена тръбопроводна мрежа във вътрешността му. Само стъблото създаде структурата за електрохимичен кондензатор. Новият кондензатор Rosen може да се презарежда и презарежда стотици пъти и може да захранва сензори, например.

Електронното "надграждане" на растенията е на мода: Още миналата година учените превърнаха растенията спанак в сензори за околната среда с помощта на нанотръби. За разлика от тях, друга изследователска група използва разтворим полимер, за да превърне роза в растение за киборг. Стъблото й стана био-транзистор, а ръката й към електронно превключващия се дисплей.

Тръбопровод вътре в роза

Сега Роджър Габриелсон от университета в Линкьопинг в Швеция и неговите колеги доразвиха Киборгската роза - и за първи път демонстрираха практическо приложение. За това те разработиха нов проводим полимер, който не само се разпространява в следите на стъблото на розата, но се изтегля в листата.

Взаимодействайки с растителния материал, полимерът се втвърдява и образува разклонена мрежа от тръби - за разлика от късите стъбла на предишната версия. "Пространствената структура на растението служи като шаблон, докато техните биохимични реакции действат като катализатори за полимеризацията", обясняват Габриелсон и неговите колеги.

Свързана чрез контакти с верига, електрическата роза може да се зарежда многократно и да се зарежда. © Тор Балхед / Университет в Линчепинг

Преобразува се в суперкондензатора

Акцентът: по-сложната мрежа от тръби вътре в розата придава на растението напълно нови, практически използваеми свойства. Това позволява линиите да бъдат преобразувани в електрохимичен кондензатор - и по този начин в инструмент за съхраняване и доставяне на електричество. показ

За превръщането на киборгската роза в такъв суперкондензатор, беше достатъчно да се докоснат два от полимерните проводници в стъблата им и да ги направят достъпни отвън със златен контакт. "Двете линии служат като електроди, а растителната тъкан между тях като разделител", обясняват изследователите.

Здрав и мощен

Ако включите захранването, този биологичен кондензатор се разтваря и може да съхранява тока за известно време, както показаха тестовете. "Успяхме да открием галваностатично зареждане и разреждане за ампери от 0, 25 до микроампер", съобщават изследователите. "Свойствата на електрическото съхранение са в същия порядък, както при другите електрохимични кондензатори."

В крайна сметка мощността на кондензатора на Росен беше достатъчна за задвижване на прости устройства: "Централата може да захранва различни сензори или нашата йонна помпа без никаква оптимизация на системата", казва колежката на Габриелсон Елени Ставриниду. Кондензаторът Розен също се оказа забележително здрав: „Ние успяхме да зареждаме и изпразваме розата стотици пъти, без да загубим нито една от нейната сила“, казват изследователите.

Голям потенциал

Изследванията на такива електроцентрали все още са в начална възраст. Но учените виждат голям потенциал в тази технология за бъдещо съхранение на електрическа енергия или доставчици на електроенергия. Например, инсталации, които доставят сензорите с електричество или - под формата на цели полета - биха могли да се предвидят и по-големи устройства. Биогоривните клетки също могат да бъдат разработени на базата на такива електрически инсталации. (Трудове на Националната академия на науките (PNAS), 23017; doi: 10.1073 / pnas.1616456114)

(Link ping Universitet / PNAS, 28.02.2017 - NPO)