一项新发明“凭空”发电,提供全天候的天富代理清洁能源

时间:2020-09-16 15:32 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
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可再生设备可以帮助缓解气候变化,为医疗设备提供动力。
 
马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的科学家们开发了一种设备,使用一种天然蛋白质从空气中的水分中产生电能。他们表示,这项新技术可能对可再生能源的未来、气候变化以及未来的医学产生重大影响。
 
据《自然》杂志今天的报道,马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的电气工程师姚俊和微生物学家德里克·洛夫利的实验室已经研制出了一种他们称之为“空气发生器”的设备,这种设备使用了由微生物地杆菌产生的导电蛋白纳米线。这种空气发生器将电极与蛋白质纳米线连接起来,通过空气中自然存在的水蒸气产生电流。天富代理
 
“我们实际上是在用稀薄的空气发电,”姚说。“空气发生器每天24小时产生清洁能源。在过去的30年里,Lovely一直致力于开发可持续的生物基础电子材料,她补充说:“这是蛋白质纳米线迄今为止最令人惊叹和激动人心的应用。”
 
“我们实际上是在用稀薄的空气制造电力。空气发生器每天24小时产生清洁能源。——姚君
 
姚实验室开发的新技术无污染、可再生、成本低。它甚至可以在撒哈拉沙漠等湿度极低的地区发电。与其他形式的可再生能源包括太阳能和风能相比,它有显著的优势,洛夫利说,因为与其他可再生能源不同,空气发电不需要阳光和风能,而且“它甚至可以在室内工作”。
 
研究人员解释说,空气发生器只需要不到10微米厚的蛋白质纳米线薄膜。薄膜的底部位于一个电极上,而一个较小的电极只覆盖了纳米线薄膜的一部分,位于顶部。这种薄膜吸收大气中的水蒸气。结合蛋白质纳米线的导电性和表面化学,再加上薄膜内纳米线之间的细孔,建立了在两个电极之间产生电流的条件。
 
研究人员说,目前这一代的空气发电设备能够为小型电子设备供电,他们希望能很快将这项发明推向商业规模。他们的下一步计划包括开发一种小型空气发电“补丁”,可以为健康和健身监视器以及智能手表等电子可穿戴设备供电,这将消除对传统电池的需求。他们还希望开发出一种空气发生器,应用于手机上,以消除周期性充电。天富代理
 
“这只是蛋白质电子设备新时代的开始”——姚军
 
姚说:“最终的目标是制造大规模的系统。例如,这项技术可能会被整合到墙壁涂料中,为你的家庭提供电力。或者,我们可以开发独立的空气发电机,为电网供电。一旦我们达到了线材生产的工业规模,我完全期待我们能制造出大型系统,为可持续能源生产做出重大贡献。”
 
为了继续提高Geobacter的实际生物学能力,Lovley的实验室最近开发了一种新的微生物菌株,可以更快速和廉价地大量生产蛋白质纳米线。“我们把大肠杆菌变成了蛋白质纳米线工厂,”他说。“有了这种可扩展的新工艺,蛋白质纳米线的供应将不再是开发这些应用的瓶颈。”
 
他们说,Air-gen的发现反映了不同寻常的跨学科合作。30多年前,洛夫利在波托马克河的淤泥中发现了Geobacter微生物。他的实验室后来发现,纳米线具有制造导电蛋白纳米线的能力。在来到马萨诸塞州立大学阿默斯特分校之前,姚在哈佛大学工作多年,在那里他用硅纳米线设计电子设备。他们联合起来,看看是否能用从Geobacter获得的蛋白质纳米线制造有用的电子设备。
 
姚实验室的博士生刘晓萌(音)在研发传感器设备时注意到了一些意想不到的事情。他回忆道:“我发现当纳米线以一种特定的方式与电极接触时,设备就会产生电流。我发现,暴露在大气湿度下是必要的,而且蛋白质纳米线会吸附水,在整个设备上产生一个电压梯度。”
 
除了空气源,姚的实验室还开发了蛋白质纳米线的其他应用。“这只是以蛋白质为基础的电子设备新时代的开始”姚说。
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