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的設備來賺錢。根據(jù)該團隊的說法,他們的設備可以從…中產生電能,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。這是由所產生的導電性納米線的蛋白質由于所有地桿菌(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生的,水分梯度會在納米線材料中產生質子的擴散。
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備似乎完全是自己導電的。
“我看到,當納米線與產生的電流的設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,蛋白質納米線會吸附水,從而在整個器件上產生電壓梯度。”
以前的研究已經證明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,連接多個設備可以產生足夠的電力,可以為智能手機和其他個人電子設備等小型設備充電-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通過將納米線結合到墻面涂料中來為房屋供電。
“一旦我們達到線材生產的工業(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生的納米線G的數(shù)量有限。