Альтернативные источники энергии среди растительных объектов

Актуальность. На сегодняшний день в нашей стране уделяется очень много внимания биотехнологиям и биоразработкам. Для этого создаются лаборатории, колаборации, центры биотехнологии. Таким считается, например, КФХ Евгения Павловича Цирулёва. Хозяйство Цирулёва имеет целый ряд своих индивидуальных особенностей. Хозяйство активно сотрудничает с российскими и зарубежными научно-исследовательскими институтами, на собственных полях проводит апробацию современных технологий.

Более того для этого требуются узкие специалисты, подготовкой которых занимаются во многих учебных заведениях, в том числе и на уровне школьного образования.

Так в нашей школе относительно недавно созданы агроклассы, в которых основной уклон сделан на формирование у учеников знаний и умений в области биологии и физиологии растений.

Мы же в рамках своего исследования хотим рассмотреть альтернативные источники энергии среди растительных объектов.

Цель работы – Изучить возможность получения электрического тока из овощей (картофеля).

Задачи:

1.Изучить альтернативные источники энергии, в виде растительных и бактериальных организмов

4.Экспериментально доказать, что из растительных организмов можно получить электрический ток

Гипотеза: Получение электрического тока возможно при помощи растительных организмов

Объект исследования: альтернативные источники энергии

Предмет исследования: растительные организмы как альтернативный источник энергии.

Методы исследования:

Изучение литературы, наблюдение, эксперимент, анализ полученных результатов.

Практическая значимость: если бы удалось создать источники питания из экологически чистого материала, такого как овощи и фрукты, мы могли бы использовать их для работы электрических приборов с низким потреблением энергии (например, электронные часы), и при этом оберегать окружающую среду от загрязнения, так как обычные батарейки при неправильной утилизации очень долго разлагаются.

1. Биологические объекты как альтернативные источники энергии

1.1 Бактерии как источник энергии

Типичный микробный топливный элемент состоит из двух камер, соединённых протонопроводящей мембраной: закрытой от доступа воздуха анодной камеры с бактериями, где находится электрод (анод), и субстрат, например сточные воды; и катодной камеры с водой.

Бактерии поглощают углеводы и выделяют углекислый газ (СО2) и протоны (Н+), а также электроны (e‑). Протоны через мембрану попадают в катодную камеру. Бактерии избавляются от электронов, сбрасывая их на анод, затем электроны по внешней цепи поступают на катод, где соединяются с протонами и кислородом воздуха, в результате чего образуется вода. Обычно основной процесс МТЭ описывают следующим химическим уравнением:

1/2O2+2e-+2H+=H2O.

Сила тока при этом минимальная – она измеряется микроамперами.

Учёные проводят эксперименты, подзаряжая различные приборы биоэлектричеством, получаемым из сточных вод. Так, на базе Института медико-биологических проблем в течение 520 суток бесперебойно работал анализатор содержания в воздухе СО2 и О2, подпитываемый МТЭ. Микробный топливный элемент был заправлен активным илом, собранным на Курьяновской станции аэрации.

Длительность эксперимента выбрана не случайно: 520 суток – рассчитанная российскими учёными оптимальная длительность полёта исследовательской группы к Марсу и обратно на Землю.

Средний микробный топливный элемент (МТЭ) даёт примерно 0,7 вольта. При сопротивлении около 100 КОм это можно сравнить с работой ½ пальчиковой батарейки, этого достаточно, чтобы, например, запитать светодиодную лампочку.

В июле 2014 года был проведён эксперимент на борту спутника «Фотон-М4». В течение 30 суток один МТЭ находился в стратосфере на высоте 570 км, где телеметрии можно было следить за продукцией биоэлектричества, а второй такой же – на Земле. Оказалось, что количество биоэлектричества, вырабатываемое в космосе и на Земле, сопоставимо. Приборы заправлялись илом городской станции аэрации.

Попова М. В., Руди Д. Ю. Биоэнергетика //Эффективное и качественное снабжение и использование электроэнергии.—Екатеринбург, 2016. – 2016. – С. 26-28.

Руди Д. Ю., Бубенчиков А. А., Бубенчикова Т. В. Перспективы применения биоэнергетики //ББК 31 А43. – 2016. – С. 181.

https://privolge.ru/kfh-tsyrulev-e-p/