アオサから電気 02.01.2022

テクニオン (イスラエル工科大学) の研究者は、環境に優しく効率的な方法で海藻から直接電流を生成する新しい方法を開発しました。

このアイデアは、Technion の博士課程の学生である Yaniv Schlosberg がビーチで泳いでいるときに最初に思いついたもので、Technion の大規模エネルギー プログラム (GTEP) のメンバーである XNUMX つの Technion 学部の研究者チームと、ハイファにあるイスラエル海洋学・陸水学研究所 (IOLR). ).

知られているように、化石燃料の燃焼は、気候変動に影響を与える温室効果ガスやその他の汚染物質の排出につながり、これらの燃料の生産、輸送、加工、消費のすべての段階でさまざまな形態の環境汚染が発生します。 気候危機と環境問題により、代替のクリーンで再生可能なエネルギー源の研究と探索が推進されています。 それらの XNUMX つは、微生物燃料電池 (MFC) および BPEC 生物光電池の電流源としての生物 (細菌など) の使用です。 一部の細菌は電子を伝達する能力を持っていますが、常に栄養を与える必要があり、中には病原性を持つものもあります。

代替の電力源は、光合成細菌、特にシアノ バクテリア (藍藻としても知られる) である可能性があります。 シアノバクテリア自体は、二酸化炭素、水、太陽光から食物を得ており、ほとんどの場合無害です。「スピルリナ」などの一部は、一般に「スーパーフード」と見なされ、大量に増殖しています.

Noam Adir 教授と Gadi Schuster 教授の研究チームは、シアノ バクテリアを使用して電気と水素燃料を生成する方法をすでに開発しています。 しかし、シアノバクテリアには欠点もあります。光合成が行われない暗闇では、生成する電流が少なくなり、シアノバクテリアから受け取るエネルギーが従来の太陽電池よりも少なくなります。 したがって、BPEC 技術は環境にやさしいとはいえ、商業的には魅力的ではありません。

彼らの新しい研究では、Technion と IOLR の研究者が、新しい光合成源である藻類を使用してこの問題を解決しようとしました。 この研究は Noam Adir 教授と Technion Department of Chemistry および GTEP の博士課程の学生 Yaniv Schlosberg によって主導されました。 Tunde Toth 博士 (化学科)、Gadi Shuster 教授、David Merii 博士、Nimrod Krupnik および Benjamin Eichenbaum (生物学科)、Omer Yehezkeli 博士および Matan Meyrovic (生物工学科) Food Engineering) とハイファの IOLR の Alvaro Israel 博士。 多くの種類の海藻がイスラエルの地中海沿岸に自生しています。特にアオサ（アオサとしても知られています）は、IOLR で研究目的で大量に栽培されています。

藻類と BPEC を接続する新しい方法を開発することにより、研究者はシアノバクテリアからの電流よりも 1000 倍強い電流を取得し、標準的な太陽電池のレベルに達しました。 アディール教授は、この現在の強さは、藻類の高い光合成速度と、天然海水中の藻類を BPEC の電解質として使用する能力によるものであると述べています。 さらに、海藻は暗所で電流を生成し、明所での電流の約 50% を生成します。暗所では、エネルギー源は藻類の呼吸であり、光合成中に得られた糖が栄養として使用されます。 シアノバクテリアと同様に、電流を生成するために追加の化学物質は必要ありません。 「アオサ」は中間分子を放出して電子を BPEC 電極に運び、電流を発生させます。

化石燃料に基づくエネルギー生産技術は、「カーボン ポジティブ」として知られています。 これは、燃料が燃焼すると、炭素が大気中に放出されることを意味します。 太陽電池技術は「カーボンニュートラル」として知られており、太陽からエネルギーを抽出すると、新しい炭素が実際に大気中に放出されることはありません。 ただし、太陽電池の製造と使用場所への輸送は、何倍もカーボン ポジティブです。 テクニオンで開発された新しい生物電気技術は、真に「カーボン ネガティブ」です。海藻は、日中に大気中の炭素を吸収して酸素を放出することで成長し、夜になると呼吸時に炭素を放出します。 同時に、海藻はすでに食品、化粧品、医薬品業界向けに大規模に養殖されています。