in

Vești bune, oamenii de știință au construit un dispozitiv care generează electricitate „din aer”

Vești bune, oamenii de știință au construit un dispozitiv care generează electricitate „din aer”

Au găsit-o îngropată pe țărmurile noroioase ale râului Potomac în urmă cu mai bine de trei decenii: un „organism de sedimente” ciudat, care putea face lucruri pe care nimeni nu le mai văzuse până acum în bacterii.

Acest microb neobișnuit, aparținând genului Geobacter, a fost remarcat pentru prima dată pentru capacitatea sa de a produce magnetită în absența oxigenului, dar, cu timpul, oamenii de știință au descoperit că ar putea face și alte lucruri, cum ar fi nanoamele bacteriene care conduc electricitatea.

De ani buni, cercetătorii încearcă să descopere modalități de a exploata în mod util acel cadou natural, iar anul acesta s-ar putea să-l fi găsit cu un dispozitiv pe care îl numesc Air-gen. Potrivit echipei, dispozitivul lor poate crea electricitate din… bine, aproape nimic.

„În mod literal, producem electricitate din aer”, a spus inginerul electric Jun Yao de la Universitatea din Massachusetts Amherst în februarie. „Air-Gen generează energie curată 24/7.”

Afirmația poate suna ca o suprasolicitare, dar un studiu recent realizat de Yao și echipa sa descrie modul în care generatorul de aer poate crea într-adevăr energie electrică, cu doar prezența de aer în jurul său. Este totul datorită nanoamelor proteice conductoare electric produse de Geobacter (G. sulfurreducens, în acest caz).

Air-Gen constă dintr-o peliculă subțire din nanofire proteice care măsoară doar 7 micrometri grosime, poziționate între doi electrozi, dar expusă și la aer.

Din cauza acestei expuneri, filmul nanowire este capabil să absorbe vaporii de apă care există în atmosferă, permițând dispozitivului să genereze un curent electric continuu între cei doi electrozi.

Echipa a spus că încărcarea este probabil creată de un gradient de umiditate care creează o difuzie de protoni în materialul nanofil.

„Această difuzie a încărcării este de așteptat să inducă un câmp electric contrabalansant sau potențial analog cu potențialul membranei de repaus în sistemele biologice”, au explicat autorii în studiul lor.

„Un gradient de umiditate menținut, care este fundamental diferit de orice văzut în sistemele anterioare, explică ieșirea continuă a tensiunii de la dispozitivul nostru nanowire.”

Descoperirea a fost făcută aproape întâmplător, când Yao a observat dispozitivele cu care experimenta conduceau energie electrică aparent singure.

„Am văzut că atunci când nanoamele au fost contactate cu electrozii într-un mod specific, dispozitivele au generat un curent”, a spus Yao.

„Am descoperit că expunerea la umiditatea atmosferică era esențială și că nanoamele proteice absorb apa, producând un gradient de tensiune pe dispozitiv.”

Cercetările anterioare au demonstrat generarea de energie hidrovoltaică folosind alte tipuri de nanomateriale – cum ar fi grafenul – dar aceste încercări au produs în mare parte doar scurte explozii de electricitate, care au durat poate doar câteva secunde.

În schimb, Air-gen produce o tensiune susținută de aproximativ 0,5 volți, cu o densitate de curent de aproximativ 17 microamperi pe centimetru pătrat.

Asta nu înseamnă multă energie, dar echipa a spus că conectarea mai multor dispozitive ar putea genera suficientă putere pentru a încărca dispozitive mici, cum ar fi smartphone-urile și alte electronice personale – toate fără deșeuri și nu folosesc altceva decât umiditatea ambientală (chiar și în regiuni la fel de uscate precum deșertul Sahara) .

„Scopul final este realizarea de sisteme la scară largă”, a spus Yao, explicând că eforturile viitoare ar putea folosi tehnologia pentru a alimenta locuințele prin intermediul nanowire încorporate în vopseaua de pe perete.

„Odată ajuns la o scară industrială pentru producția de sârmă, mă aștept pe deplin să putem realiza sisteme mari care să contribuie major la producția de energie durabilă.”

Dacă există o reținere a realizării acestui potențial aparent incredibil, este cantitatea limitată de nanofire G. sulfurreducens.

Cercetările conexe ale unuia dintre echipe – microbiologul Derek Lovley, care a identificat pentru prima dată microbii Geobacter în anii ’80 – ar putea avea o soluție pentru asta: inginerie genetică alte bug-uri, precum E. coli, pentru a efectua același truc în aprovizionarea masivă.

„Am transformat E. coli într-o fabrică de nanofire de proteine”, a spus Lovley.

Cu acest nou proces scalabil, furnizarea de nanofire de proteine ​​nu va mai fi un blocaj pentru dezvoltarea acestor aplicații.

Rezultatele sunt raportate în Nature.

Report

Ce părere ai?

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Ce a surprins Hubble de ziua ta? Noul instrument NASA vă permite să aflați

Ce a surprins Hubble de ziua ta? Noul instrument NASA vă permite să aflați

baza lunara

NASA oferă cursuri de pregătire pentru astronauți în timp ce stai în casă