Bagaimana Biologi Tumbuhan Dapat Merevolusi Energi Terbarukan

Penelitian baru mengungkapkan bahwa sistem hidrolik pembangkit listrik menghasilkan aliran potensi listrik yang selaras dengan ritme sirkadiannya, sehingga menghadirkan peluang inovatif untuk produksi energi berkelanjutan.

Ketika tanaman mengambil air dari akarnya untuk menyuburkan batang dan daunnya, maka tanaman tersebut menghasilkan potensi listrik yang dapat digunakan sebagai sumber energi terbarukan. Namun, seperti semua makhluk hidup, tumbuhan tunduk pada ritme sirkadian – jam biologis yang berjalan sepanjang siklus siang dan malam serta memengaruhi proses biologis. Pada tumbuhan, siklus harian ini mencakup penangkapan energi cahaya fotosintesis dan menyerap air dan unsur hara dari dalam tanah pada siang hari, dan memperlambat proses pertumbuhan pada malam hari.

Kajian Wawasan Potensi Listrik pada Tumbuhan

Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan minggu ini di Fisika Fluidaoleh AIP Publishing, peneliti dari Institut Teknologi India Kharagpur merinci bagaimana proses biologis menghasilkan stres pada tanaman dan dampak perubahan siklus siang dan malam terhadap stres tersebut.

“Aliran potensial ini, yang pada dasarnya merupakan konsekuensi dari energi alami yang dikumpulkan di pabrik, menawarkan sumber energi terbarukan yang berkelanjutan dan berkelanjutan dalam jangka panjang,” kata penulis Suman Chakraborty. “Pertanyaan yang ingin kami jawab adalah seberapa besar potensi yang dapat dihasilkannya, dan bagaimana potensi listrik dipengaruhi oleh jam biologis tanaman?”

Metodologi dan Temuan

Untuk mengetahuinya, penulis memasukkan elektroda ke dalam batang eceng gondok dan menempelkan reservoir dengan elektroda pada potongan bambu keberuntungan untuk melihat secara dekat bagaimana perubahan potensial listrik tergantung pada jenis ion, konsentrasi ion, dan pH cairan yang mengalir melalui tanaman. . .

“Momen eureka kami adalah ketika percobaan pertama kami menunjukkan bahwa listrik dapat dihasilkan dalam ritme siklik dan hubungan yang tepat antara ini dan ritme harian yang melekat pada tanaman,” kata Chakraborty. “Kami dapat menunjukkan dengan tepat bagaimana hal ini berhubungan dengan transpirasi air dan ion-ion yang dibawa tanaman melalui naiknya getah.”

Penelitian ini mengukur respon stres yang berasal dari pergerakan ion melalui jalur tumbuhan yang disinkronkan dengan ritme harian tumbuhan.

Potensi Pemanenan Energi Berkelanjutan

Para penulis menemukan tanaman dapat secara aktif memoderasi aliran cairan atau getah selaras dengan siklus siang dan malam. Mereka juga menemukan bahwa potensi arus listrik meningkat seiring dengan penurunan konsentrasi ion atau peningkatan pH dalam cairan.

“Kami tidak hanya menemukan kembali ritme kelistrikan pembangkit listrik, mengartikulasikannya dalam bentuk tegangan dan arus, namun kami juga telah memberikan wawasan mengenai potensi pemanfaatan keluaran tenaga listrik dari pembangkit listrik dengan cara yang berkelanjutan tanpa dampak lingkungan dan tidak ada dampak buruk terhadap lingkungan. gangguan terhadap ekosistem,” kata Chakraborty. .

“Temuan ini dapat membantu mengembangkan sistem biomimetik yang terinspirasi dari alam yang dapat mengatasi krisis energi global dengan solusi ramah lingkungan dan berkelanjutan dimana penanaman pohon tidak hanya meringankan krisis perubahan iklim dan degradasi lingkungan, namun juga memberikan jalan keluar. untuk memanfaatkan listrik darinya.”

Referensi: “Bagaimana jam biologis diurnal mempengaruhi elektrokinetik pada tumbuhan hidup?” oleh Aniruddha Guha, Saumyadwip Bandyopadhyay, Chirodeep Bakli, dan Suman Chakraborty, 28 Mei 2024, Fisika Fluida.
DOI: 10.1063/5.0195088