Четверг , 16 сентября 2021

Исследователи обнаружили новый способ производства электроэнергии

Исследователи обнаружили новый способ производства электроэнергии

Исследователи обнаружили новый, недорогой, экологически чистый способ производства электроэнергии. Для этого вам нужен только воздух (и несколько белков).

Это звучит как иллюзорная мечта: иметь возможность производить чистое электричество при меньших затратах. Однако это действительно возможно. Исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте (США) разработали устройство на основе натурального белка для выработки электричества из влаги, присутствующей в атмосфере. Подробности исследования опубликованы в журнале Nature.

Электропроводящие белковые нанопроволоки

Все началось около тридцати лет назад. Дерек Ловли, ныне исследователь в Массачусетском университете, столкнулся с необычным типом бактерий, растущих в грязи возле реки в то время. Исследования показали, что эта бактерия — Geobacter sulfoaducens — получает энергию посредством электрических процессов. Поэтому для этого микроба были разработаны «особые» белки.

Основываясь на этом наблюдении, Ловли и его команды исследовали технический потенциал этих бактерий и их электропроводящих белковых нанопроводов. Затем они обнаружили, что когда слои этих белков каким-либо образом контактируют с электродами, создается напряжение. Последующие исследования впоследствии показали, что этот эффект основан на высокой влагопоглощающей способности этих белков в воздухе.

Поэтому недавно исследователи использовали эти знания для разработки небольшого устройства под названием Air-Gen. Он состоит из тонкого слоя белковых нанопроводов толщиной десять микрон. Все полностью покрыто снизу плоским золотым электродом. Вверху слой соединен с меньшим электродом, который герметизирует только часть поверхности белков.

Как только устройство установлено, белковые нанопроволоки непосредственно подвергаются воздействию влажности окружающего воздуха, из которого они поглощают молекулы. Из-за различий в напряжениях, генерируемых двумя разными электродами, верхняя зона устройства становится отрицательным полюсом, а нижняя зона становится положительным полюсом. Затем можно генерировать электричество.

«Мы буквально генерируем электричество из воздуха», — объясняет Цзюнь Яо, соавтор этой новой работы. Это устройство генерирует чистую энергию 24/7. Это самое удивительное и захватывающее применение белковых нанопроводов на сегодняшний день».

Как сообщают исследователи, устройство Air-Gen может обеспечивать только постоянное напряжение примерно 0,5 вольт и ток примерно 17 микроампер на квадратный сантиметр. Но при подключении нескольких устройств могут генерироваться более высокие напряжения и токи. Исследователям, например, удалось зажечь светодиодную лампу.

Исследователи обнаружили новый способ производства электроэнергии

Графическое представление пленки белковых нанопроводов, генерирующих электричество из атмосферной влажности. Предоставлено: Umass Amherst.

Много возможных применений

Это только начало, но дело в том, что этим исследователям все же удалось разработать недорогую, чистую технологию, способную производить электричество. По их словам, устройство Aig-Gen сможет генерировать энергию даже в местах с очень низкой влажностью. В частности, они упомянули пустыню Сахара.

В конечном итоге они стремятся разработать устройства, способные питать небольшие электронные устройства. Мы могли бы тогда исключить необходимость в традиционных батареях. Но исследователи смотрят еще больше. Но исследователи смотрят еще дальше.

«Как только мы достигнем промышленного масштаба для производства проволоки, я ожидаю, что мы сможем реализовать большие системы, которые внесут значительный вклад в устойчивое производство энергии, — говорит Цзюнь Яо. Например, технология может быть включена в настенную краску, которая может помочь привести в действие ваш дом».

ТОП 7 Источников энергии будущего

Смотрите также

Трехмерная камера, разработанная в Китае, готова к выходу на рынок

Ученые из Института оптики, точной механики и физики Чанчуня при Академии наук Китая разработали камеру …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *