Лед поможет вырабатывать электроэнергию (источник: Unsplash)
В прошлом году исследователи из США и Канады сообщили о создании электрических батарей изо льда. Их мощность скромная — всего 0,1 милливатт. В течение двух сезонов ученые улучшали разработку и производство электрохимических элементов, которые будут вырабатывать электричество, и достигли в этом неплохих результатов. О работе ученых пишет Tech Xplore.
Самым подвижным носителем заряда во льду является протон, поэтому имеет смысл предположить, что протоны перемещаются из одного слоя в другой из-за разницы pH. Путешествие заряженных частиц — это то, как батареи генерируют электричество. Отдавать или получать заряженные частицы вместе с соляной кислотой (HCl) помогают поваренная соль, каолинитовая глина и монокалийфосфат. В качестве электродов используется сетчатый экран и листовой алюминий.
Все материалы, необходимые для проведения экспериментов, широко доступны и считаются безопасными. Возникает вопрос, что изменится, если использовать более оптимизированные материалы. Добавленные светочувствительные частицы, вероятно, могут создавать солнечные элементы, чувствительные к красителю.
В первоначальных экспериментах с солнечными батареями, чувствительными к красителям, использовался хлорофилл, взятый из шпината, для изменения местного pH в ответ на воздействие солнечного света. Хотя электрическая мощность такой системы на небольшом участке маленькая, нельзя упускать из виду, что в высоких широтах могут быть доступны большие участки земли. Поля, озера и другие открытые территории могут быть безопасно использованы в стремлении человечества отказаться от ископаемого топлива. Добавки в этом эксперименте были выбраны из-за их относительной безопасности для окружающей среды.
Производство электроэнергии изо льда также проливает свет на один из наиболее актуальных вопросов, стоящих перед наукой в настоящее время. Откуда взялась жизнь? В настоящее время считается, что организмы возникли либо в небольших прудах вблизи вулканических, геотермальных полей, либо вблизи срединно-океанических хребтов. Но есть проблема. Без мембраны РНК разбавляется и не может действовать как катализатор.
Ледяная обстановка решает эту проблему. РНК может оставаться сконцентрированной в небольших участках, например, на льду кометы или метеорита. Таким образом, генерация электричества из льда могла бы обеспечить протометаболизм для начала развития организмов с самокаталитической РНК на ледяных метеоритах (таких как метеорит Мерчисон) или на ранней Земле. Обе эти идеи не так уж и надуманы. Солнечные панели изо льда могут быть полезны в некоторых ситуациях. А гипотеза происхождения жизни в ледяных мирах может объяснить, почему мы сейчас не видим ни одной из ранних стадий здесь, на нашей планете.
