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科学家建造了一个神奇装置,可以“凭空”发电

时间:2020-02-25 13:32 来源:网络 整理:紫沐兜 浏览:360

他们发现它被埋在波多马克河的泥泞海岸上超过了三十年前:一种奇怪的“沉积生物”,可以做从未见过的事情。

凭空发电

这种不寻常的微生物属于  地球细菌 属,最初因其在无氧条件下产生磁铁矿的能力而闻名,但随着时间的推移,科学家们发现它也可以制造其他东西,例如导电的细菌纳米线。

多年以来,研究人员一直在试图找到有效利用这种自然礼物的方法,而且他们可能只是用一种被称为Air-gen的设备击中了污垢。根据该团队的说法,他们的设备可以从…中产生电能,嗯,几乎没有。

马萨诸塞州阿默斯特大学的电气工程师 说: “我们实际上是在稀薄的空气中发电。” “ Air-gen产生24/7的清洁能源。”

这种说法听起来似乎有些夸大其词,但其团队的一项新研究描述了这种空气能发电机实际上如何在周围只有空气的情况下发电。这是由所产生的导电性纳米线的蛋白质由于所有  地杆菌  (G.硫还原,  在这种情况下)。

Air-gen由仅7微米厚的蛋白质纳米线薄膜组成,位于两个电极之间,但也暴露在空气中。

由于该暴露,纳米线膜能够吸收  大气中存在的水蒸气,从而使该装置能够产生在两个电极之间传导的连续电流。

研究小组说,电荷可能是由水分梯度产生的,水分梯度会在纳米线材料中产生质子扩散。

这组作者在研究中解释说: “这种电荷扩散有望引起平衡的电场或类似于生物系统中静止膜电位的电位。”

“维持水分梯度,这与以前的系统所见的根本不同,这说明了我们纳米线器件的连续电压输出。”

这个发现几乎是偶然的,姚明注意到他正在试验的设备似乎完全是自己导电的。

“我看到,当纳米线与产生的电流的设备的特定方式电极接触,” 姚明说。

“我发现暴露于大气湿度是必不可少的,蛋白质纳米线会吸附水,从而在整个器件上产生电压梯度。”

以前的研究已经证明hydrovoltaic发电使用其他种类的纳米材料-如石墨烯-但这些尝试在很大程度上生产的电力的唯一的短脉冲,持续时间也许只有秒。

相比之下,Air-gen产生的持续电压约为0.5伏,电流密度约为每平方厘米17微安。能量消耗不大,但研究小组表示,连接多个设备可以产生足够的电力,可以为智能手机和其他个人电子设备等小型设备充电-几乎没有浪费,而且仅使用环境湿度(即使在撒哈拉沙漠这样干燥的地区) 。

最终目标是制造大型系统。 未来的努力可能会使用该技术通过将纳米线结合到墙面涂料中来为房屋供电。

“一旦我们达到线材生产的工业规模,我完全希望我们可以制造大型系统,这将对可持续能源生产做出重大贡献。”

如果有实现这种看似不可思议的潜力的动力,那就是减少硫还原物产生的纳米线G的数量有限。

一个小组的相关研究-微生物学家德里克·洛夫利早在1980年代就发现了Geobacter微生物-可以解决此问题:对其他细菌(例如大肠杆菌)进行基因工程改造,以在大量供应中执行相同的操作。

我们把大肠杆菌成蛋白质纳米工厂,通过这种新的可扩展流程,蛋白质纳米线的供应将不再成为开发这些应用程序的瓶颈。

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