SCMP berichtete, dass chinesische Wissenschaftler einen Generator entwickelt haben, der den Transpirationsprozess von Pflanzen zur Stromerzeugung nutzt. Konkret hat eine Gruppe von Professoren unter der Leitung von Herrn Ho Khai Xuong, dem Leiter des Forschungsteams der Fujian Agriculture and Forestry University (China), gerade einen Generator erfunden, der auf der Verdunstung von Wasser aus Lotusblättern basiert. Das Produkt kann Geräte mit Strom versorgen und ein Stromnetz aufbauen, das den Fabrikbetrieb unterstützt.

„Diese Studie untersucht nicht nur den Wasserkrafteffekt der Transpiration von Lotusblättern, sondern bietet auch eine neue Perspektive auf grüne Energietechnologien, die in Zukunft breit angewendet werden können“, erklärte das Forschungsteam in einem am 16. September in der Zeitschrift Nature Water veröffentlichten Artikel.

„Obwohl der natürliche Transpirationsprozess von Pflanzenblättern über große hydrothermale Energie verfügt, wurde er bisher wenig genutzt. Deshalb haben wir als Pioniere die Entwicklung eines Generatorprototyps auf Basis der Lotusblatttranspiration (LTG) vorangetrieben“, sagte das Forschungsteam.

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Die Generatorstruktur basiert auf der Transpiration von Lotusblättern. Fotoquelle: Observer News

Dementsprechend entwickelte das Forschungsteam einen Generator auf Basis der Transpiration von Lotusblättern, indem es eine Titannetzelektrode als Kathode nahe der Blattoberfläche und eine Titannadelelektrode als Anode in die Wurzeln einführte. Bei der Transpiration öffnen sich die Stomata (oder Atemlöcher, ein wichtiger Typ von Pflanzenzellen) nach oben, wodurch eine Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektroden entsteht.

„Pflanzen tauschen durch Transpiration weiterhin Wasser mit der Umgebung aus, sodass die Stromerzeugung den ganzen Tag über stattfinden kann, insbesondere bei Sonnenschein“, erklärte Herr Xuong.

„Wir haben eine Reihe von Experimenten konzipiert, um die Fähigkeit zur Stromerzeugung zu überprüfen und vor Ort Strommessungen durchzuführen. Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass die Stromerzeugung durch Ausnutzung des Transpirationsprozesses frischer Blätter durchaus machbar ist“, teilte Professor Xuong Observer News mit.

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Illustrationsfoto. Fotoquelle: SCMP

Laut dem Artikel bezeichnet Transpiration den Prozess, bei dem Wasser von den Wurzeln zur Spitze einer Pflanze gelangt und durch die Blätter oder Blüten verdunstet. Die Forscher schätzen, dass die weltweite Stromproduktion durch Pflanzentranspiration 67,5 TWh/Jahr beträgt. Es könnte sich zu einer breit anwendbaren und kommerziell rentablen Technologie entwickeln. Die Vorteile sind Nachhaltigkeit, Umweltfreundlichkeit und geringe Kosten.

Im Vergleich zu herkömmlichen Generatoren verfügen Generatoren auf Basis der Pflanzentranspiration über eine einfache Ausstattung und benötigen keine großen Wasserquellen. Professor Xuong sagte, dass dieser Generator auch als Energiequelle für verteilte Bereiche wie Felder oder Bauernhöfe verwendet werden könne, ohne dass eine große Infrastruktur erforderlich sei.

Darüber hinaus stellte das Forschungsteam fest, dass Umgebungstemperatur, Transpirationsrate und Stomataöffnung günstige Faktoren für die Ausgangsleistung sind. Dabei hat die Transpirationsrate den größten Einfluss und eine niedrige Luftfeuchtigkeit verringert die Kapazität.

Um dieses Produkt breitflächig anzuwenden, müsse das Forschungsteam laut Professor Xuong viele Herausforderungen bewältigen, etwa die Steigerung der Stromerzeugungseffizienz eines einzelnen Blattes, die Optimierung des Energiegewinnungs- und -speichersystems und die Ausweitung der Anwendungsfälle.

Er sagte, dass derzeit die Menge an Elektrizität, die aus einem einzelnen Blatt erzeugt wird, ziemlich gering sei. Untersuchungen zeigen, dass durch die Verbindung vieler Bäume und Blätter ein großes verteiltes Stromerzeugungsnetz entstehen kann. „Diese Technologie hat das Potenzial, in Bereichen wie dem Internet der Energie, intelligenten Stromnetzen und Sensoren breite Anwendung zu finden“, sagte Herr Xuong.

Obwohl sich der Generator, der mit der Transpiration von Lotusblättern betrieben wird, noch in der frühen Entwicklungsphase befindet, erforscht das Forschungsteam von Professor Xuong weiterhin neue Methoden zur Steigerung der Produktleistung. Um die Vielseitigkeit des Geräts unter Beweis zu stellen, testete das Team es an verschiedenen Pflanzen und stellte fest, dass sie alle in der Lage waren, Strom zu erzeugen.

Professor Ho Khai Xuong ist ein Wissenschaftler auf der Liste der C-Level-Talente der Provinz Fujian (China). Er verfügt über langjährige Erfahrung in der Forschung zur elektrochemischen Dünnschichtbiotechnologie und zu landwirtschaftlichen Sensoranwendungen.

In den letzten 5 Jahren hat er mehr als 20 wissenschaftliche Arbeiten in Zeitschriften wie Science Advances, Nano Energy, Research, Biosensors & Bioelectronics und Chinese Science mit etwa 500 Zitierungen und einem H-Index von 12 veröffentlicht. Bis heute besitzt er 9 Patente.

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