Sebuah studi inovatif menunjukkan bahwa tanaman dapat menghasilkan listrik yang bervariasi sesuai ritme sirkadiannya, sehingga membuka kemungkinan baru untuk produksi energi yang ramah lingkungan. Kredit: Aniruddha Guha, diedit
Penelitian baru mengungkapkan bahwa sistem hidrolik pembangkit 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, tanaman menghasilkan potensi listrik yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Namun, seperti semua makhluk hidup, tumbuhan tunduk pada ritme sirkadian – jam biologis yang berjalan melalui 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 tanah pada siang hari, dan memperlambat proses pertumbuhannya pada malam hari.
Kajian Wawasan Potensi Listrik pada Tumbuhan
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan minggu ini di Fisika Fluidaoleh AIP Publishing, para peneliti dari Institut Teknologi India Kharagpur merinci bagaimana proses biologis menghasilkan tegangan pada tanaman dan dampak siklus perubahan siang dan malam terhadap tegangan ini.
“Potensi aliran 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?”
Hidrolik tanaman menggerakkan proses biologis yang memindahkan cairan dari akar ke batang dan daun tanaman, menciptakan aliran potensial listrik, atau tegangan, dalam proses tersebut. Studi ini meneliti dengan cermat perbedaan tegangan yang disebabkan oleh konsentrasi ion, jenis ion, dan pH cairan yang diangkut tanaman, mengaitkan perubahan tegangan dengan ritme sirkadian tanaman yang menyebabkan penyesuaian siang dan malam. Menurut penulis, penciptaan tegangan siklik yang konsisten ini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Kredit: Aniruddha Guha
Metodologi dan Penemuan
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 ada kemungkinan untuk menghasilkan listrik 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 terkait dengan transpirasi air dan ion-ion yang dibawa tanaman melalui naiknya getah.”
Studi ini mengukur respons tegangan yang berasal dari pergerakan ion melalui jalur tanaman yang selaras dengan ritme harian tanaman.
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 potensi aliran listrik meningkat seiring dengan penurunan konsentrasi ion atau peningkatan pH dalam cairan.
“Kami tidak hanya menemukan kembali ritme kelistrikan pembangkit listrik, mengartikulasikannya dalam bentuk voltase dan arus, namun kami juga memberikan wawasan mengenai potensi memanfaatkan output daya listrik dari pembangkit listrik dengan cara yang berkelanjutan tanpa dampak lingkungan dan tidak ada gangguan terhadap ekosistem,” kata Chakraborty. .
“Temuan ini dapat membantu mengembangkan sistem biomimetik yang terinspirasi dari alam yang dapat mengatasi krisis energi global dengan solusi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan di mana penanaman pohon tidak hanya meringankan krisis perubahan iklim dan penurunan kualitas 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
