It may be a first step toward generating "high efficiency" bioelectricity that doesn't give off carbon dioxide as a byproduct, the researchers say.
"We believe we are the first to extract electrons out of living plant cells," said WonHyoung Ryu, the lead author of the paper published in the March issue of Nano Letters. Ryu conducted the experiments while he was a research associate for mechanical engineering professor Fritz Prinz.
The Stanford research team developed a unique, ultra-sharp nanoelectrode made of gold, specially designed for probing inside cells. They gently pushed it through the algal cell membranes, which sealed around it, and the cell stayed alive. From the photosynthesizing cells, the electrode collected electrons that had been energized by light and the researchers generated a tiny electric current.
"We're still in the scientific stages of the research," said Ryu. "We were dealing with single cells to prove we can harvest the electrons."
Plants use photosynthesis to convert light energy to chemical energy, which is stored in the bonds of sugars they use for food. The process takes place in chloroplasts, the cellular powerhouses that make sugars and give leaves and algae their green color. In the chloroplasts, water is split into oxygen, protons and electrons. Sunlight penetrates the chloroplast and zaps the electrons to a high energy level, and a protein promptly grabs them. The electrons are passed down a series of proteins, which successively capture more and more of the electrons' energy to synthesize sugars until all the electron's energy is spent.
In this experiment, the researchers intercepted the electrons just after they had been excited by light and were at their highest energy levels. They placed the gold electrodes in the chloroplasts of algae cells, and siphoned off the electrons to generate the tiny electrical current.
The result, the researchers say, is electricity production that doesn't release carbon into the atmosphere. The only byproducts of photosynthesis are protons and oxygen.
"This is potentially one of the cleanest energy sources for energy generation," Ryu said. "But the question is, is it economically feasible?"
Ryu said they were able to draw from each cell just one picoampere, an amount of electricity so tiny that they would need a trillion cells photosynthesizing for one hour just to equal the amount of energy stored in a AA battery. In addition, the cells die after an hour. Ryu said tiny leaks in the membrane around the electrode could be killing the cells, or they may be dying because they're losing out on energy they would normally use for their own life processes. One of the next steps would be to tweak the design of the electrode to extend the life of the cell, Ryu said.
Harvesting electrons this way would be more efficient than burning biofuels, as most plants that are burned for fuel ultimately store only about 3 to 6 percent of available solar energy, Ryu said. His process bypasses the need for combustion, which only harnesses a portion of a plant's stored energy. Electron harvesting in this study was about 20 percent efficient. Ryu said it could theoretically reach 100 percent efficiency one day. (Photovoltaic solar cells are currently about 20-40-percent efficient.)
Possible next steps would be to use a plant with larger chloroplasts for a larger collecting area, and a bigger electrode that could capture more electrons. With a longer-lived plant and better collecting ability, they could scale up the process, Ryu said. Ryu is now a professor at Yonsei University in Seoul, South Korea.
15:28, 25 Марта 26
 Порт Козьмино отгрузил на экспорт полумиллиардную тонну нефти
дальше..
|
 |
12:59, 25 Марта 26
 На втором энергоблоке АЭС «Аккую» в Турции установлен полярный кран
дальше..
|
|
12:18, 25 Марта 26
 «Росатом» завершил программу опытной эксплуатации инновационного уран-плутониевого РЕМИКС-топлива для легководных реакторов
дальше..
|
|
12:10, 25 Марта 26
 МЭС Северо-Запада обследуют порядка 1300 км ЛЭП в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
дальше..
|
|
12:06, 25 Марта 26
 Наблюдаемость подстанции 500 кВ «Иртышская» увеличилась в 7,5 раз
дальше..
|
|
12:02, 25 Марта 26
 «Россети Ленэнерго» впервые применили систему автоматического восстановления энергоснабжения потребителей
дальше..
|
|
11:53, 25 Марта 26
 В 2026 году ремонтные кампании пройдут на десяти российских АЭС
дальше..
|
|
11:50, 25 Марта 26
 Казахстан намерен удвоить мощности переработки нефти
дальше..
|
|
11:46, 25 Марта 26
 В Нововоронеже разработают первый в регионе экологический стандарт
дальше..
|
|
11:33, 25 Марта 26
 В угольном морском порту Шахтерск открыта навигация
дальше..
|
|
11:25, 25 Марта 26
 Связисты «Газпром трансгаз Екатеринбург» подвели итоги работы за 2025 год
дальше..
|
|
10:51, 25 Марта 26
 Смоленская АЭС готова к безопасному прохождению весеннего паводка
дальше..
|
|
10:48, 25 Марта 26
 Ямальские энергетики заменили фундаменты опор высоковольтной ЛЭП в Пуровском районе
дальше..
|
|
10:46, 25 Марта 26
 Ростовская АЭС включила в сеть энергоблок №2 после планового ремонта с модернизацией
дальше..
|
|
10:38, 25 Марта 26
 Росатом займется добычей полезных ископаемых в Бразилии
дальше..
|
|
10:25, 25 Марта 26
 В Краснослободске Волгоградской области подключен к газоснабжению многоквартирный дом
дальше..
|
|
10:20, 25 Марта 26
 Chevron закрепила статус крупнейшего иностранного инвестора в Казахстане
дальше..
|
|
10:17, 25 Марта 26
 «Оренбургэнерго» планирует обследовать более 132 тысяч опор ЛЭП для выявления незаконных подвесов оптоволокна
дальше..
|
|
10:11, 25 Марта 26
 «ЭЛ5-Энерго» удвоила годовую чистую прибыль по МСФО
дальше..
|
|
10:08, 25 Марта 26
 «Владимирэнерго» установило рейки и реперы в поймах рек у опор ЛЭП 35-110 кВ
дальше..
|
|
10:04, 25 Марта 26
 Ремонтный и оперативный персонал Новосибирской ГЭС осваивает навыки работ на высоте и в замкнутых пространствах
дальше..
|
|
10:02, 25 Марта 26
 «Россети Урал» - «Екатеринбург» направят свыше 640 млн рублей на ремонтную кампанию в 2026 году
дальше..
|
|
09:57, 25 Марта 26
 В МЭИ разработали новую конструкцию вертикальных котлов-утилизаторов с естественной циркуляцией
дальше..
|
|
08:46, 25 Марта 26
 Электрические сети ЕАО готовы к безаварийному пропуску весеннего паводка
дальше..
|
|
08:40, 25 Марта 26
 Запасы снега в районе каскада Кубанских ГЭС распределились неравномерно
дальше..
|
|
08:35, 25 Марта 26
 Угольщики получили отсрочку на уплату НДПИ и страховых взносов
дальше..
|
|
08:33, 25 Марта 26
 Эн+ представила партнерские проекты на выставке научных разработок в ИРНИТУ
дальше..
|
|
08:16, 25 Марта 26
 Для защиты объектов ТЭК от беспилотников разрешено применять боевое стрелковое оружие
дальше..
|
|
08:13, 25 Марта 26
 Разведанные запасы угля в России превышают 150 млрд тонн
дальше..
|
|
08:07, 25 Марта 26
 Нефтегазовый сектор формирует до 20% ВВП Казахстана
дальше..
|
|
08:06, 25 Марта 26
 В Томске догазифицирована деревня Лоскутово
дальше..
|
|
07:46, 25 Марта 26
 XV конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» собрала в Иванове участников из 34 вузов России, Белоруссии и Китая
дальше..
|
|
07:43, 25 Марта 26
 Cамарскому предприятию «ОДК-Кузнецов» вручена государственная награда за развитие авиационного двигателестроения
дальше..
|
|
07:40, 25 Марта 26
 «Хевел» и «Хитре» создали одежду, заряженную энергией солнца
дальше..
|
|
07:38, 25 Марта 26
 В МИФИ разработана методика определения вероятности ураганов и грозы на основе анализа космических лучей
дальше..
|
|
07:31, 25 Марта 26
 «ГАЗЭКС» активно реализует президентскую программу догазификации в Свердловской области
дальше..
|
|
06:59, 25 Марта 26
 По итогам 2025 года двусторонний товарооборот России и Вьетнама вырос на 6%
дальше..
|
|
06:55, 25 Марта 26
 ФГУП «ФЭО» ликвидирует накопленный экологический вред на площадке бывшего Байкальского ЦБК
дальше..
|
|
06:54, 25 Марта 26
 Абаканская ТЭЦ вывела в текущий ремонт котлоагрегат №1
дальше..
|
|
06:51, 25 Марта 26
 «Россети Ленэнерго» отремонтировали 110 км ЛЭП в Санкт‑Петербурге и Ленобласти
дальше..
|
|
06:28, 25 Марта 26
 В Нижегородской области газифицированы ФАПы в селах Рожок и Лесуново
дальше..
|
|
05:45, 25 Марта 26
 «Россети Новосибирск» электрифицируют «умную» спортивную площадку в Краснообске
дальше..
|
|
05:16, 25 Марта 26
 Россия вывела на орбиту первые серийные спутники связи «Рассвет»
дальше..
|
|
05:09, 25 Марта 26
 В Ленинградской области созданы условия для газификации деревни Хиттолово
дальше..
|
|
05:04, 25 Марта 26
 FESCO и вьетнамская VIMC договорились о сотрудничестве в сфере морских перевозок и портового взаимодействия
дальше..
|
|
04:37, 25 Марта 26
 Передавать показания стало ещё проще с помощью чат-ботов «Уралэнергосбыта»
дальше..
|
|
04:31, 25 Марта 26
 На Хабаровской ТЭЦ-4 монтируют элементы паровой турбины
дальше..
|
|
04:26, 25 Марта 26
 В Подмосковье переведена на сетевой природный газ котельная в Муханово
дальше..
|
|
04:21, 25 Марта 26
 Ученые ДВФУ разработали ключевой компонент для сверхмощных лазерных систем освещения
дальше..
|
|
04:15, 25 Марта 26
 Сибирская генерирующая компания обновит в Красноярске 33 км теплосетей
дальше..
|
|
03:52, 25 Марта 26
 «Роснефть» внедряет инновационные решения в ремонте технологического оборудования
дальше..
|
|
03:43, 25 Марта 26
 Первая в Узбекистане АЭС обеспечит до 14% от общего энергопотребления страны
дальше..
|
|
03:39, 25 Марта 26
 В Южно-Сахалинске построен газопровод для догазификации жилого района «Авиационный»
дальше..
|
|
|
|
In an electrifying first, Stanford scientists have plugged in to algae cells and harnessed a tiny electric current. They found it at the very source of energy production – photosynthesis, a plant's method of converting sunlight to chemical energy.