Über die Kolonisierung des Mars nachzudenken ist eine Sache; tatsächlich Tausende von Menschenleben dort oben zu erhalten, ist jedoch etwas völlig anderes. Wir können Amazon-Pakete zwischen Mars und Erde nicht hin und her versenden: Erstens, das wäre extrem teuer, zweitens, esist nicht nachhaltig. Also müssen wir klug werden.
Brillante Ideen erfordern brillante Köpfe, und ein Team von Chemikern der University of California, Berkeley und des Lawrence Berkeley National Laboratory scheint eine brillante Lösung für dieses jahrzehntealte Problem zu haben.
Diese Forscher haben an einem Hybridsystem gearbeitet, das die Bausteine für organische Moleküle durch Einfangen der Energie des Sonnenlichts. Und dieses System kombiniert Bakterien und Nanodrähte. Ihr Gerät könnte ein sehr wichtiger Schritt für eine mögliche sein Zukunft auf dem Mars .
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Was sind Nanodrähte?
Nanodrähte sind unglaublich dünne Siliziumdrähte, die etwa ein Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares haben. Wir verwenden sie als elektronische Komponenten, Sensoren und Solarzellen.
entsprechend an den Projektleiter Peidong Yang: „Auf dem Mars sind 96% der Atmosphäre CO 2 . Grundsätzlich benötigen Sie nur diese Silizium-Halbleiter-Nanodrähte, um die Sonnenenergie aufzunehmen und an diese Käfer weiterzuleiten, um die Chemie für Sie zu erledigen. Bei einer Weltraummission kümmern Sie sich um das Nutzlastgewicht und die biologischen SystemeDer Vorteil, dass sie sich selbst reproduzieren. Sie müssen nicht viel senden. Deshalb ist unsere Biohybrid-Version sehr attraktiv. “
Um damit zu arbeiten, benötigen Sie nur Sonnenlicht und Wasser, das der Mars in gefrorener Form auf seinen riesigen Oberflächen reichlich hat.
Wie funktioniert das System?
Das System funktioniert wie die Photosynthese.
Die linke Seite des Reaktors ist die Kammer, die den reduzierenden Nanodraht-Bakterien-Hybrid enthält. CO 2 um Acetat zu bilden. Auf der rechten Seite wird Sauerstoff erzeugt.
Das Team hat vor fünf Jahren erstmals den Nanodraht-Bakterien-Hybridreaktor demonstriert. Der Wirkungsgrad der Sonnenumwandlung betrug jedoch nur etwa 0,4%. Die Forscher versuchten, den Wirkungsgrad zu erhöhen, indem sie mehr Bakterien auf die Nanodrähte brachten. Diese Idee würde dies jedoch nicht tunmach den Schnitt.
Die Effizienz des Systems ist vergleichbar mit der Anlage, die am besten umwandelt. CO 2 zu Zucker, der Zuckerrohr mit einem Wirkungsgrad von 4-5% ist.
Hier sehen Sie den Reaktor mit seinem höchsten Wirkungsgrad. Dies wurde erreicht, indem die optimale Säure für Bakterien betrieben wurde, wodurch die Sonnenenergie effizienter umgewandelt wurde. Kohlenstoffbindungen . Die Forscher konnten den Reaktor eine Woche lang betreiben.
Es ist zu beachten, dass die Nanodrähte nur als leitende Drähte und nicht als Solarabsorber verwendet wurden. Yang sagte , „Diese Silizium-Nanodrähte sind im Wesentlichen wie eine Antenne: Sie fangen das Sonnenphoton wie ein Solarpanel ein. Innerhalb dieser Silizium-Nanodrähte erzeugen sie Elektronen und speisen sie diesen Bakterien zu. Dann absorbieren die Bakterien. CO 2 , mache die Chemie und spucke Acetat aus. ”
Während der Photosynthese verwandeln sich die Kohlendioxidmoleküle und das Wasser in Acetat und Sauerstoff. Der Sauerstoff könnte für Mars-Kolonisten der Zukunft von Nutzen sein, indem er zu ihrer künstlichen Atmosphäre beiträgt.
Das System kann sowohl für den Mars als auch für die Erde von Vorteil sein.
Yang arbeitet auch daran, potenziell Lebensmittel für die Marsmenschen durch effiziente Herstellung von Zucker und Kohlenhydraten aus Sonnenlicht und CO 2 .
Darüber hinaus kann das Biohybrid Kohlendioxid aus der Luft auf der Erde ziehen, um organische Verbindungen herzustellen. Man kann sich das fast als das Pflanzen neuer Bäume vorstellen. Während es Energie produziert, hilft es auch beim Klimawandel. Es bringt viel für alle Beteiligten.
Die Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Joule .