Учёные нашли новое, недорогее и экологичное производство электричества. Для этого достаточно воздуха (и нескольких белков).
Производство чистого электроэнергии при меньших расходах — звучит как иллюзия. Но это реальность. Ученые из Университета Массачусетса в Амхерсте создали устройство на основе натурального белка для генерации электричества из атмосферной влаги. Информация об исследовании опубликована в журнале… .
Электропроводящие белковые нанопроволоки
Примерно тридцать лет назад Дерек Ловли, ныне исследователь Массачусетского университета, обнаружил необычный вид бактерий в грунте возле реки. Исследования показали, что эта бактерия, Geobacter sulfoaducens, получает энергию с помощью электрических процессов. Для этого микроба были созданы особенные белки.
Ловли и его команда изучили технические возможности бактерий и их электропроводящих белковых нанопроводов, наблюдая, что напряжение создается при контакте слоев белков с электродами. Исследования показали, что этот эффект обусловлен высокой способностью этих белков поглощать влагу из воздуха.
В связи с этим учёные недавно применили полученные сведения для создания компактного прибора, названного … Air-GenТонкий слой белковых нанопроводов толщиной десять микрон образован из него. Снизу весь слой покрыт плоским золотым электродом. Верхний слой соединен с более мелким электродом, который герметизирует лишь часть поверхности белков.
После установки прибора белковые нанопроволоки непосредственно взаимодействуют с влагой из окружающего воздуха, поглощая ее молекулы. Из-за разницы напряжений, создаваемых двумя электродами, верхняя часть устройства приобретает отрицательный заряд, а нижняя – положительный. После этого можно произвести электричество.
«Мы фактически производим электричество из воздуха», — рассказывает Цзюнь Яо, соавтор этого исследования. Прибор вырабатывает чистую энергию круглосуточно. Это самое удивительное и впечатляющее применение белковых нанопроводов на настоящий момент».
Исследователи сообщают, что устройство Air-Gen способно обеспечивать постоянное напряжение около 0,5 вольт и ток примерно в 17 микроампер на квадратный сантиметр. При подключении нескольких устройств можно получать более высокие напряжения и токи. Например, исследователям удалось зажечь светодиодную лампу.
Много возможных применений
Это лишь начало, но исследователям всё же удалось создать недорогую и чистую технологию для производства электричества. По их словам, устройство Aig-Gen способно генерировать энергию даже в сухих регионах, например, в пустыне Сахара.
В конечном счете, их цель — создание устройств для питания небольших электронных приборов. Тогда можно будет отказаться от привычных батарей. Однако исследования не ограничиваются этим.
После достижения промышленного масштаба производства проволоки мы сможем реализовать крупные системы, которые внесут существенный вклад в устойчивое производство энергии, — отмечает Цзюнь Яо. Например, технологию можно будет применять в настенной краске, которая сможет помочь запустить ваш дом.