Новый источник энергии, в 100 тысяч раз мощнее Солнца, сделает Россию Великой державой!

Да, ‎именно‏ ‎такой ‎комментарий ‎оставил ‎мой ‎подписчик,‏ ‎и ‎действительно,‏ ‎прямо‏ ‎в ‎клетках ‎нашего‏ ‎организма ‎сегодня‏ ‎трудятся ‎митохондрии, ‎которые ‎вырабатывают‏ ‎универсальный‏ ‎для ‎всего‏ ‎живого ‎источник‏ ‎энергии ‎в ‎виде ‎молекулы ‎АТФ.

Но‏ ‎если‏ ‎серьёзно, ‎то‏ ‎могут ‎ли‏ ‎митохондрии ‎обеспечить ‎энергетическую ‎безопасность ‎нашей‏ ‎планеты?

Митохондриям,‏ ‎как‏ ‎наноэнергетическим ‎фабрикам‏ ‎внутри ‎наших‏ ‎клеток, ‎часто‏ ‎приписывают‏ ‎альтернативные ‎свойства‏ ‎производства ‎энергии. ‎Например, ‎что ‎в‏ ‎них ‎протекают‏ ‎процессы‏ ‎холодного ‎ядерного ‎синтеза‏ ‎(ХЯС).

А ‎то‏ ‎почему-то ‎по-другому ‎объяснить ‎ту‏ ‎«гигантскую‏ ‎энергию», ‎которую‏ ‎вырабатывают ‎митохондрии,‏ ‎у ‎некоторых ‎не ‎получается. ‎Всё-таки‏ ‎в‏ ‎100 ‎000‏ ‎раз ‎мощнее‏ ‎самого ‎Солнца…

Что ‎в ‎принципе ‎на‏ ‎нашей‏ ‎планете,‏ ‎может ‎быть‏ ‎мощнее ‎энергии‏ ‎Солнца?

• Да ‎по‏ ‎сути,‏ ‎даже ‎пендель‏ ‎по ‎пятой ‎точке, ‎будет ‎мощнее‏ ‎энергии ‎Солнца,‏ ‎с‏ ‎уточнением ‎— ‎на‏ ‎единицу ‎массы.

Итак,‏ ‎митохондрии ‎— ‎это ‎все-таки‏ ‎органеллы,‏ ‎находящиеся ‎внутри‏ ‎клеток ‎животных‏ ‎и ‎растений, ‎и ‎они ‎не‏ ‎могут‏ ‎полноценно ‎функционировать‏ ‎вне ‎клеточной‏ ‎среды.

То ‎есть ‎митохондрии ‎преобразуют ‎химические‏ ‎связи‏ ‎одних‏ ‎молекул ‎в‏ ‎химические ‎связи‏ ‎других ‎молекул‏ ‎(АТФ).

И‏ ‎тут ‎получается‏ ‎несостыковочка, ‎дело ‎в ‎том, ‎что‏ ‎в ‎реакции‏ ‎термоядерного‏ ‎синтеза, ‎которые ‎идут‏ ‎на ‎Солнце,‏ ‎например, ‎слияния ‎двух ‎атомов‏ ‎водорода‏ ‎в ‎гелий,‏ ‎выделяется ‎около‏ ‎17,6 ‎МэВ ‎(мегаэлектронвольт) ‎на ‎одну‏ ‎реакцию,‏ ‎в ‎пересчете‏ ‎на ‎1‏ ‎килограмм ‎водорода ‎(тритий ‎и ‎дейтерий)‏ ‎получаем‏ ‎чистый‏ ‎выход ‎в‏ ‎примерно ‎630‏ ‎тераджоулей, ‎и‏ ‎это‏ ‎в ‎20‏ ‎миллионов ‎раз ‎больше ‎по ‎выработке‏ ‎энергии, ‎чем‏ ‎типичные‏ ‎химические ‎реакции, ‎такие‏ ‎как ‎сгорание‏ ‎(окисление).

Но ‎вдруг ‎в ‎митохондриях‏ ‎идут‏ ‎реакции ‎холодного‏ ‎ядерного ‎синтеза?‏ ‎Это ‎бы ‎всё ‎поменяло, ‎однако‏ ‎сегодня‏ ‎достоверно ‎известно‏ ‎как ‎и‏ ‎какие ‎реакции ‎участвуют ‎в ‎производстве‏ ‎молекул‏ ‎аденозинтрифосфата‏ ‎(АТФ).

Синтез ‎АТФ‏ ‎производится ‎через‏ ‎процесс, ‎называемый‏ ‎окислительным‏ ‎фосфорилированием, ‎который‏ ‎происходит ‎во ‎внутренней ‎мембране ‎митохондрий.

Переходим‏ ‎к ‎самому‏ ‎интересному‏ ‎— ‎пересчету ‎выработанной‏ ‎энергии.

Так ‎сколько‏ ‎энергии ‎вырабатывают ‎митохондрии ‎и‏ ‎смогут‏ ‎ли ‎они‏ ‎обеспечить ‎энергетическую‏ ‎безопасность ‎России ‎или ‎мира?

Молекула ‎АТФ‏ ‎хранит‏ ‎примерно ‎30,5‏ ‎кДж/моль. ‎Это‏ ‎довольно ‎много, ‎учитывая, ‎что ‎1‏ ‎моль‏ ‎молекул‏ ‎АТФ ‎весит‏ ‎приблизительно ‎507‏ ‎грамм, ‎если‏ ‎я‏ ‎правильно ‎посчитал:

• Углерод‏ ‎© ‎— ‎120,1 ‎г/моль;
• Водород ‎(H)‏ ‎— ‎16,16‏ ‎г/моль;
• Азот‏ ‎(N) ‎— ‎70,05‏ ‎г/моль;
• Кислород ‎(O)‏ ‎— ‎208 ‎г/моль;
• Фосфор ‎(P)‏ ‎—‏ ‎92,91 ‎г/моль.

Учитывая,‏ ‎что ‎митохондрия‏ ‎производит ‎от ‎1 ‎до ‎10‏ ‎миллионов‏ ‎молекул ‎АТФ‏ ‎в ‎секунду‏ ‎(в ‎зависимости ‎от ‎уровня ‎активности‏ ‎в‏ ‎клетках),‏ ‎то ‎энергетически‏ ‎выход ‎одной‏ ‎митохондрии ‎на‏ ‎пике‏ ‎своей ‎производительности‏ ‎составит ‎0,506 ‎пДж ‎(пикоджоулей).

Тогда, ‎скажем,‏ ‎для ‎производства‏ ‎1‏ ‎кВт*ч ‎энергии ‎потребуется‏ ‎7,11 ‎×‏ ‎10^22 ‎(10 ‎в ‎22‏ ‎степени)‏ ‎молекул ‎АТФ,‏ ‎в ‎пересчете‏ ‎на ‎массу ‎(выраженную ‎через ‎моль)‏ ‎получаем‏ ‎общий ‎вес‏ ‎в ‎примерно‏ ‎59,9 ‎грамм.

Очень ‎даже ‎неплохо, ‎учитывая,‏ ‎что‏ ‎почти‏ ‎60 ‎грамм‏ ‎молекул ‎АТФ‏ ‎будут ‎давать‏ ‎нам‏ ‎3,6 ‎МДж‏ ‎энергии.

Так, ‎молекула ‎АТФ ‎в ‎качестве‏ ‎аккумулятора ‎энергии‏ ‎превосходит‏ ‎лучшие ‎литий-ионные ‎батареи‏ ‎(270 ‎Вт·ч/кг)‏ ‎примерно ‎в ‎61,7 ‎раза!

Круто‏ ‎же,‏ ‎биоэнергетика ‎решает!

Но,‏ ‎одно ‎дело‏ ‎масса ‎молекул ‎АТФ, ‎другое ‎—‏ ‎количество‏ ‎митохондрий, ‎для‏ ‎производства ‎такого‏ ‎количества ‎энергии. ‎Учитывая, ‎что ‎одна‏ ‎митохондрия‏ ‎способна‏ ‎произвести ‎до‏ ‎0,506 ‎пДж‏ ‎энергии, ‎то‏ ‎для‏ ‎1 ‎кВт·ч‏ ‎энергии ‎потребуется ‎примерно ‎1,98 ‎×‏ ‎10^15 ‎митохондрий.

Сколько‏ ‎весит‏ ‎одна ‎митохондрия? ‎Вот‏ ‎тут ‎конкретной‏ ‎цифры ‎я ‎так ‎и‏ ‎не‏ ‎нашел, ‎видимо,‏ ‎никто ‎её‏ ‎не ‎пытался ‎взвесить.

Однако ‎массу ‎можно‏ ‎вычислить‏ ‎по ‎косвенным‏ ‎признакам, ‎так,‏ ‎в ‎среднем ‎клетка ‎содержит ‎около‏ ‎2000‏ ‎митохондрий‏ ‎(в ‎клетках‏ ‎сердца ‎их‏ ‎более ‎5000,‏ ‎в‏ ‎яйцеклетках ‎более‏ ‎10000, ‎а ‎митохондрии ‎в ‎колбочках‏ ‎наших ‎фоторецепторов‏ ‎и‏ ‎вовсе ‎занимают ‎80%‏ ‎объёма ‎клетки).

И,‏ ‎судя ‎по ‎прочитанным ‎статьям‏ ‎ключевого‏ ‎запроса ‎«mitochondrial‏ ‎mass» ‎на‏ ‎ресурсе ‎«PubMed»:

Средняя ‎масса ‎одной ‎митохондрии‏ ‎составляет‏ ‎примерно ‎10‏ ‎в ‎минус‏ ‎15 ‎степени ‎кг, ‎учитывая ‎это,‏ ‎то‏ ‎для‏ ‎выработки ‎1‏ ‎кВт*ч ‎энергии‏ ‎потребуется ‎примерно‏ ‎1,978‏ ‎кг ‎митохондрий.

Так‏ ‎получаем, ‎что ‎почти ‎2 ‎килограмма‏ ‎чистых ‎митохондрий‏ ‎будут‏ ‎производить ‎1000 ‎Ватт‏ ‎мощности, ‎или‏ ‎3,6 ‎МДж ‎энергии ‎в‏ ‎час.

Учитывая,‏ ‎что ‎человечество‏ ‎в ‎2023‏ ‎году ‎потребляло ‎в ‎среднем ‎около‏ ‎20,6‏ ‎тераватт ‎(ТВт)‏ ‎мощности ‎в‏ ‎год ‎(примерно ‎650 ‎эксаджоулей ‎(EJ)‏ ‎за‏ ‎год),‏ ‎то ‎для‏ ‎удовлетворения ‎энергетических‏ ‎потребностей ‎человечества‏ ‎потребуется‏ ‎примерно ‎40,8‏ ‎миллиарда ‎килограммов ‎митохондрий.

Учитывая, ‎что ‎в‏ ‎одном ‎человеке‏ ‎весом‏ ‎в ‎70 ‎кг‏ ‎содержится ‎около‏ ‎1,05 ‎кг ‎митохондрий, ‎то‏ ‎для‏ ‎выработки ‎650‏ ‎эксаджоулей ‎энергии‏ ‎в ‎год ‎потребуется ‎около ‎38,85‏ ‎миллиарда‏ ‎человек.

С ‎чем‏ ‎это ‎сравнить?

Например,‏ ‎ветроэнергетическая ‎станция ‎мощностью ‎4,2 ‎МВт‏ ‎весом‏ ‎примерно‏ ‎310 ‎тонн‏ ‎будет ‎обладать‏ ‎удельной ‎мощностью‏ ‎на‏ ‎пике ‎своей‏ ‎производительности ‎в ‎13,55 ‎Вт/кг.

А ‎реактор‏ ‎АЭС?

Удельная ‎электрическая‏ ‎мощность‏ ‎российского ‎ядерного ‎реактора‏ ‎типа ‎ВВЭР-1200‏ ‎составляет ‎1061,95 ‎Вт/кг, ‎а‏ ‎общая‏ ‎удельная ‎мощность‏ ‎(тепловая) ‎—‏ ‎примерно ‎2832 ‎Вт/кг.

Удельная ‎мощность ‎митохондрий‏ ‎составляет‏ ‎примерно ‎505,55‏ ‎Вт/кг.

Так ‎что‏ ‎не ‎выйдет ‎из ‎митохондрий ‎сделать‏ ‎спасительный‏ ‎энергоисточник,‏ ‎даже ‎если‏ ‎предположить, ‎что‏ ‎каким-то ‎образом‏ ‎мы‏ ‎заставим ‎их‏ ‎работать ‎как ‎самостоятельные ‎организмы ‎вне‏ ‎клеток, ‎а‏ ‎Россию‏ ‎великой ‎державой ‎делает‏ ‎атомная ‎энергетика.

Но‏ ‎все ‎же ‎подписчик ‎прав,‏ ‎митохондрии‏ ‎вырабатывают ‎на‏ ‎единицу ‎массы‏ ‎больше ‎энергии, ‎чем ‎самые ‎мощные‏ ‎звезды‏ ‎во ‎вселенной.‏ ‎Правда, ‎и‏ ‎обычный ‎ветрогенератор ‎вырабатывает ‎больше ‎энергии‏ ‎на‏ ‎единицу‏ ‎массы, ‎чем‏ ‎звезды.

Например ‎удельная‏ ‎мощность ‎нашего‏ ‎Солнца‏ ‎составляет ‎всего‏ ‎0,0001925 ‎Вт/кг.

А ‎звезда ‎UY ‎Щита,‏ ‎одна ‎из‏ ‎самых‏ ‎больших ‎и ‎самых‏ ‎ярких ‎известных‏ ‎звёзд ‎в ‎известной ‎нам‏ ‎Вселенной,‏ ‎имеет ‎удельную‏ ‎мощность ‎примерно‏ ‎в ‎2,24 ‎Вт/кг.

Подписчик ‎даже ‎сильно‏ ‎(на‏ ‎два ‎порядка)‏ ‎приуменьшил ‎энергетические‏ ‎возможности ‎митохондрий, ‎ибо ‎по ‎расчетам‏ ‎1‏ ‎грамм‏ ‎митохондрий ‎вырабатывает‏ ‎примерно ‎в‏ ‎2,626 ‎миллиона‏ ‎раз‏ ‎больше ‎энергии,‏ ‎чем ‎1 ‎грамм ‎массы ‎Солнца.

Но‏ ‎и ‎футболист‏ ‎бьет‏ ‎по ‎мячу ‎с‏ ‎удельной ‎энергией‏ ‎в ‎сотни ‎тысяч ‎раз‏ ‎больше,‏ ‎чем ‎у‏ ‎Солнца, ‎так‏ ‎что ‎вырабатывать ‎энергию ‎придется ‎по‏ ‎старинке,‏ ‎ибо ‎практически‏ ‎все ‎источники‏ ‎энергии, ‎которые ‎человек ‎может ‎полезно‏ ‎использовать,‏ ‎по‏ ‎удельной ‎мощности‏ ‎будут ‎превосходить‏ ‎Солнце.

Даже ‎старенький‏ ‎мотор‏ ‎от ‎ВАЗ‏ ‎2103 ‎имеет ‎удельную ‎мощность ‎—‏ ‎435 ‎ватт‏ ‎на‏ ‎1 ‎кг, ‎что‏ ‎почти ‎как‏ ‎у ‎митохондрий.