loading...

jadiid

بازدید : 354
يکشنبه 11 خرداد 1399 زمان : 11:46

یكی از مسائل مهم سیستم های پایدار انرژی ، چگونگی ذخیره انرژی تولید شده از باد ، خورشیدی و امواج است. در حال حاضر ، هیچ فناوری موجود ذخیره انرژی و بازیابی انرژی در مقیاس بزرگ را برای انرژی پایدار با هزینه اقتصادی و محیطی کم فراهم نمی کند.


میکروبهای الکتروشیمیایی مهندسی شده می توانند بخشی از محلول باشند. این میکروب ها قادر به وام گرفتن الکترون از انرژی خورشیدی یا بادی و استفاده از انرژی برای جدا کردن مولکول های دی اکسید کربن از هوا هستند. سپس میکروب ها می توانند اتم های کربن را برای تولید سوخت های زیستی مانند ایزوبوتانول یا پروپانول تولید کنند که می تواند در یک ژنراتور سوزانده شود یا به عنوان مثال به بنزین اضافه شود.

برز بارستو ، استادیار مهندسی بیولوژیک و محیط زیست در دانشگاه کرنل گفت: "ما فکر می کنیم زیست شناسی نقش مهمی در ایجاد زیرساخت پایدار انرژی ایفا می کند ." "بعضی از نقش ها نقش های حمایتی و بعضی دیگر نقش های اصلی خواهند داشت ، و ما در تلاش هستیم همه مکان هایی را پیدا کنیم که زیست شناسی بتواند در آن کار کند."

Barstow نویسنده ارشد "ذخیره انرژی الکتریکی با سیستم های بیولوژیکی مهندسی شده" است که در مجله مهندسی زیست شناسی منتشر شده است .

اضافه کردن عناصر مهندسی شده برقی (مصنوعی یا غیر بیولوژیکی) می تواند این رویکرد را حتی از میکروب ها به تنها و کارآمدتر و کارآمدتر کند. در عین حال ، داشتن گزینه های بسیاری نیز گزینه های مهندسی زیادی ایجاد می کند. این مطالعه اطلاعات را برای تعیین بهترین طراحی بر اساس نیاز ارائه می دهد.

فرشید سلیمیجازی ، دانشجوی فارغ التحصیل آزمایشگاه Barstow و اولین نویسنده مقاله گفت: "ما رویکرد جدیدی را پیشنهاد می کنیم که در آن مهندسی الکتروشیمیایی بیولوژیکی و غیر بیولوژیکی بخوبی ایجاد کنیم تا روش جدیدی برای ذخیره انرژی ایجاد شود."

فتوسنتز طبیعی در حال حاضر نمونه ای را برای ذخیره انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ و تبدیل آن به سوخت های زیستی در یک حلقه کربن بسته ارائه می دهد. این انرژی تقریباً شش برابر انرژی خورشیدی در سال را جذب می کند که تمام تمدن در همان زمان از آن استفاده می کند. اما ، فتوسنتز در برداشت نور خورشید واقعاً ناکارآمد است ، و کمتر از یک درصد از انرژی مورد نظر را در سلولهای فتوسنتز کننده جذب می کند.

میکروبهای الکتریکی به ما اجازه می دهند برداشت بیولوژیکی نور را با فتوولتائیک جایگزین کنیم. این میکروب ها می توانند الکتریسیته را در متابولیسم خود جذب کرده و از این انرژی برای تبدیل CO2 به سوخت های زیستی استفاده کنند. این رویکرد قول زیادی برای ساخت سوخت های زیستی در راندمان بالاتر نشان می دهد.



میکروبهای برقی همچنین امکان استفاده از انواع دیگر برق تجدید پذیر ، و نه فقط انرژی خورشیدی را فراهم می آورد تا بتواند این تبدیل ها را تأمین کند. همچنین ، برخی از انواع میکروب های مهندسی شده می توانند بیوپلاستیک هایی را که می توانند دفن شوند ایجاد کنند ، از این طریق دی اکسید کربن (یک گاز گلخانه ای) را از هوا خارج کرده و آن را در زمین توالی می کنند. با تبدیل یک بیوپلاستیک یا سوخت های زیستی دوباره به الکتریسیته می توان باکتری ها را برای بازگشت روند . این فعل و انفعالات همه می توانند در دمای اتاق و فشار رخ دهند ، که برای کارایی مهم است.

نویسندگان خاطرنشان كردند كه روشهای پمپ وکیوم آبی غیر بیولوژیكی برای استفاده از برق برای تثبیت كربن (جذب كربن از دی اکسید كربن به ترکیبات ارگانیك ، مانند سوختهای زیستی) شروع به مطابقت می كنند و حتی از توانایی میكروبها نیز فراتر می روند. با این حال ، فن آوری های الکتروشیمیایی در ایجاد انواع مولکول های پیچیده لازم برای سوخت های زیستی و پلیمرها خوب نیستند. میکروبهای الکتریکی مهندسی شده می توانند برای تبدیل این مولکولهای ساده به آنهایی که بسیار پیچیده تر هستند طراحی شوند.

ترکیبی از میکروب های مهندسی شده و سیستم های الکتروشیمیایی می تواند تا حد زیادی از راندمان فتوسنتز تجاوز کند. به همین دلایل ، به گفته نویسندگان ، طرحی که با این دو سیستم ازدواج کند ، امیدوار کننده ترین راه حل را برای ذخیره انرژی ارائه می دهد.

سلیمیازی گفت: "از محاسباتی که انجام داده ایم ، فکر می کنیم قطعاً امکان پذیر است."

این مقاله شامل داده های عملکرد در مورد طرح های بیولوژیکی و الکتروشیمیایی برای تثبیت کربن است. مطالعه حاضر "اولین باری است که هر کس اطلاعاتی را که شما نیاز دارید برای مقایسه یک کارآیی سیب به سیب از کارآیی کلیه این حالت های مختلف رفع کربن ، جمع آوری کرده است."

در آینده محققان قصد دارند از داده های جمع آوری شده خود استفاده كنند تا تمام ترکیبات احتمالی اجزای الکتروشیمیایی و بیولوژیك را آزمایش كنند و بهترین انتخاب ها را از بین بسیاری از گزینه ها پیدا كنند.

یكی از مسائل مهم سیستم های پایدار انرژی ، چگونگی ذخیره انرژی تولید شده از باد ، خورشیدی و امواج است. در حال حاضر ، هیچ فناوری موجود ذخیره انرژی و بازیابی انرژی در مقیاس بزرگ را برای انرژی پایدار با هزینه اقتصادی و محیطی کم فراهم نمی کند.


میکروبهای الکتروشیمیایی مهندسی شده می توانند بخشی از محلول باشند. این میکروب ها قادر به وام گرفتن الکترون از انرژی خورشیدی یا بادی و استفاده از انرژی برای جدا کردن مولکول های دی اکسید کربن از هوا هستند. سپس میکروب ها می توانند اتم های کربن را برای تولید سوخت های زیستی مانند ایزوبوتانول یا پروپانول تولید کنند که می تواند در یک ژنراتور سوزانده شود یا به عنوان مثال به بنزین اضافه شود.

برز بارستو ، استادیار مهندسی بیولوژیک و محیط زیست در دانشگاه کرنل گفت: "ما فکر می کنیم زیست شناسی نقش مهمی در ایجاد زیرساخت پایدار انرژی ایفا می کند ." "بعضی از نقش ها نقش های حمایتی و بعضی دیگر نقش های اصلی خواهند داشت ، و ما در تلاش هستیم همه مکان هایی را پیدا کنیم که زیست شناسی بتواند در آن کار کند."

Barstow نویسنده ارشد "ذخیره انرژی الکتریکی با سیستم های بیولوژیکی مهندسی شده" است که در مجله مهندسی زیست شناسی منتشر شده است .

اضافه کردن عناصر مهندسی شده برقی (مصنوعی یا غیر بیولوژیکی) می تواند این رویکرد را حتی از میکروب ها به تنها و کارآمدتر و کارآمدتر کند. در عین حال ، داشتن گزینه های بسیاری نیز گزینه های مهندسی زیادی ایجاد می کند. این مطالعه اطلاعات را برای تعیین بهترین طراحی بر اساس نیاز ارائه می دهد.

فرشید سلیمیجازی ، دانشجوی فارغ التحصیل آزمایشگاه Barstow و اولین نویسنده مقاله گفت: "ما رویکرد جدیدی را پیشنهاد می کنیم که در آن مهندسی الکتروشیمیایی بیولوژیکی و غیر بیولوژیکی بخوبی ایجاد کنیم تا روش جدیدی برای ذخیره انرژی ایجاد شود."

فتوسنتز طبیعی در حال حاضر نمونه ای را برای ذخیره انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ و تبدیل آن به سوخت های زیستی در یک حلقه کربن بسته ارائه می دهد. این انرژی تقریباً شش برابر انرژی خورشیدی در سال را جذب می کند که تمام تمدن در همان زمان از آن استفاده می کند. اما ، فتوسنتز در برداشت نور خورشید واقعاً ناکارآمد است ، و کمتر از یک درصد از انرژی مورد نظر را در سلولهای فتوسنتز کننده جذب می کند.

میکروبهای الکتریکی به ما اجازه می دهند برداشت بیولوژیکی نور را با فتوولتائیک جایگزین کنیم. این میکروب ها می توانند الکتریسیته را در متابولیسم خود جذب کرده و از این انرژی برای تبدیل CO2 به سوخت های زیستی استفاده کنند. این رویکرد قول زیادی برای ساخت سوخت های زیستی در راندمان بالاتر نشان می دهد.



میکروبهای برقی همچنین امکان استفاده از انواع دیگر برق تجدید پذیر ، و نه فقط انرژی خورشیدی را فراهم می آورد تا بتواند این تبدیل ها را تأمین کند. همچنین ، برخی از انواع میکروب های مهندسی شده می توانند بیوپلاستیک هایی را که می توانند دفن شوند ایجاد کنند ، از این طریق دی اکسید کربن (یک گاز گلخانه ای) را از هوا خارج کرده و آن را در زمین توالی می کنند. با تبدیل یک بیوپلاستیک یا سوخت های زیستی دوباره به الکتریسیته می توان باکتری ها را برای بازگشت روند . این فعل و انفعالات همه می توانند در دمای اتاق و فشار رخ دهند ، که برای کارایی مهم است.

نویسندگان خاطرنشان كردند كه روشهای پمپ وکیوم آبی غیر بیولوژیكی برای استفاده از برق برای تثبیت كربن (جذب كربن از دی اکسید كربن به ترکیبات ارگانیك ، مانند سوختهای زیستی) شروع به مطابقت می كنند و حتی از توانایی میكروبها نیز فراتر می روند. با این حال ، فن آوری های الکتروشیمیایی در ایجاد انواع مولکول های پیچیده لازم برای سوخت های زیستی و پلیمرها خوب نیستند. میکروبهای الکتریکی مهندسی شده می توانند برای تبدیل این مولکولهای ساده به آنهایی که بسیار پیچیده تر هستند طراحی شوند.

ترکیبی از میکروب های مهندسی شده و سیستم های الکتروشیمیایی می تواند تا حد زیادی از راندمان فتوسنتز تجاوز کند. به همین دلایل ، به گفته نویسندگان ، طرحی که با این دو سیستم ازدواج کند ، امیدوار کننده ترین راه حل را برای ذخیره انرژی ارائه می دهد.

سلیمیازی گفت: "از محاسباتی که انجام داده ایم ، فکر می کنیم قطعاً امکان پذیر است."

این مقاله شامل داده های عملکرد در مورد طرح های بیولوژیکی و الکتروشیمیایی برای تثبیت کربن است. مطالعه حاضر "اولین باری است که هر کس اطلاعاتی را که شما نیاز دارید برای مقایسه یک کارآیی سیب به سیب از کارآیی کلیه این حالت های مختلف رفع کربن ، جمع آوری کرده است."

در آینده محققان قصد دارند از داده های جمع آوری شده خود استفاده كنند تا تمام ترکیبات احتمالی اجزای الکتروشیمیایی و بیولوژیك را آزمایش كنند و بهترین انتخاب ها را از بین بسیاری از گزینه ها پیدا كنند.

نظرات این مطلب

تعداد صفحات : -1

درباره ما
موضوعات
لینک دوستان
آمار سایت
  • کل مطالب : 26
  • کل نظرات : 0
  • افراد آنلاین : 1
  • تعداد اعضا : 0
  • بازدید امروز : 1
  • بازدید کننده امروز : 1
  • باردید دیروز : 0
  • بازدید کننده دیروز : 0
  • گوگل امروز : 0
  • گوگل دیروز : 0
  • بازدید هفته : 5
  • بازدید ماه : 10
  • بازدید سال : 28
  • بازدید کلی : 8471
  • <
    پیوندهای روزانه
    آرشیو
    اطلاعات کاربری
    نام کاربری :
    رمز عبور :
  • فراموشی رمز عبور؟
  • خبر نامه


    معرفی وبلاگ به یک دوست


    ایمیل شما :

    ایمیل دوست شما :



    کدهای اختصاصی