這種不尋常的微生物屬于地球細菌屬,最初因其在沒有氧氣的情況下產(chǎn)生磁鐵礦的能力而聞名,但隨著時間的流逝,科學家發(fā)現(xiàn)它也可以制造其他東西,例如導電的細菌納米線。
多年以來,研究人員一直在試圖找到有效利用這種自然禮物的方法,而今年,他們可能會用一種被稱為Air-gen的設(shè)備來賺錢。根據(jù)該團隊的說法,他們的設(shè)備可以從…中產(chǎn)生電能,嗯,幾乎沒有。
馬薩諸塞州阿默斯特大學的電氣工程師Jun Yao表示:“實際上,我們是在稀薄的空氣中發(fā)電。”“ Air-gen產(chǎn)生24/7的清潔能源。”
這種說法聽起來似乎有些夸大其詞,但姚明及其團隊最近的一項研究描述了這種空氣能發(fā)電機實際上如何在周圍只有空氣的情況下發(fā)電。這是由所產(chǎn)生的導電性納米線的蛋白質(zhì)由于所有地桿菌(G.硫還原,在這種情況下)。
Air-gen由僅7微米厚的蛋白質(zhì)納米線薄膜組成,位于兩個電極之間,但也暴露在空氣中。
由于該暴露,納米線膜能夠吸收大氣中存在的水蒸氣,從而使該裝置能夠產(chǎn)生在兩個電極之間傳導的連續(xù)電流。
研究小組說,電荷可能是由水分梯度產(chǎn)生的,水分梯度會在納米線材料中產(chǎn)生質(zhì)子的擴散。
這組作者在他們的研究中解釋說:“這種電荷擴散有望引起平衡的電場或類似于生物系統(tǒng)中靜止膜電位的電位。”
“維持水分梯度,這與以前的系統(tǒng)所見的根本不同,這說明了我們納米線器件的連續(xù)電壓輸出。”
這個發(fā)現(xiàn)幾乎是偶然的,姚明注意到他正在試驗的設(shè)備似乎完全是自己導電的。
“我看到,當納米線與產(chǎn)生的電流的設(shè)備的特定方式電極接觸,”姚明說。
“我發(fā)現(xiàn)暴露于大氣濕度是必不可少的,蛋白質(zhì)納米線會吸附水,從而在整個器件上產(chǎn)生電壓梯度。”
以前的研究已經(jīng)證明hydrovoltaic發(fā)電使用其他種類的納米材料-如石墨烯-但這些嘗試在很大程度上生產(chǎn)的電力的唯一的短脈沖,持續(xù)時間也許只有秒。
相比之下,Air-gen產(chǎn)生的持續(xù)電壓約為0.5伏,電流密度約為每平方厘米17微安。
能量消耗不大,但研究小組表示,連接多個設(shè)備可以產(chǎn)生足夠的電力,可以為智能手機和其他個人電子設(shè)備等小型設(shè)備充電-幾乎沒有浪費,而且僅使用環(huán)境濕度(即使在撒哈拉沙漠這樣干燥的地區(qū)) 。
姚明說:“最終目標是制造大型系統(tǒng)。”他解釋說,未來的努力可能會使用該技術(shù)通過將納米線結(jié)合到墻面涂料中來為房屋供電。
“一旦我們達到線材生產(chǎn)的工業(yè)規(guī)模,我完全希望我們可以制造大型系統(tǒng),這將對可持續(xù)能源生產(chǎn)做出重大貢獻。”
如果有實現(xiàn)這種看似不可思議的潛力的動力,那就是減少硫還原物產(chǎn)生的納米線G的數(shù)量有限。