他們發現它被埋葬在三十多年前的波托馬克河的泥濘海岸中:一個奇怪的“沉積物生物”那可以做以前從未在細菌中見過的事情。
這個不尋常的微生物,屬於地球分子屬,首先以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,科學家發現它也可以使其他事情做出其他事情,例如細菌納米線傳導電力。
多年來,研究人員一直在試圖找出方法有可能利用那個天然的禮物,今年他們可能會用他們稱為空天典的設備撞上了薪水。據該團隊稱,他們的設備可以用……幾乎沒有。
“我們實際上是用稀薄的空氣發出電力,”說馬薩諸塞大學阿默斯特大學的電氣工程師Jun Yao於2月。 “空天院產生清潔能源24/7。”
該主張聽起來可能是一個誇大的說法,但是最近的研究Yao和他的團隊描述了空中動力發電機的確可以用周圍的空氣來創造電力。這全都歸功於由地球分子((G.硫劑,,,,在這種情況下)。
氣象由蛋白質納米線的薄膜組成,僅測量7微米厚,位於兩個電極之間,但也暴露於空氣中。
由於這種曝光,納米線電影能夠吸附存在於大氣中的水蒸氣,使設備能夠在兩個電極之間產生連續的電流。
該團隊表示,這項電荷可能是由水分梯度產生的,該水分梯度會在納米線材料中產生質子的擴散。
“預計這種電荷擴散將引起平衡的電場或類似於生物系統中靜息膜電位的潛在,”作者在他們的研究中解釋了。
“維持的水分梯度與以前系統中的任何內容根本不同,它解釋了我們納米線設備的連續電壓輸出。”
這一發現幾乎是偶然的,當Yao注意到他正在嘗試的設備似乎本身就是在進行電力。
“我看到,當納米線與電極接觸時,設備產生電流時,”Yao說。
“我發現暴露於大氣濕度是必不可少的,並且蛋白質納米線吸附了水,在整個設備上產生了電壓梯度。”
先前的研究已經證明了Hydrovoltaic使用其他種類的納米材料發電 - 例如石墨烯- 但是這些嘗試在很大程度上只產生了短暫的電力爆發,也許只能持續幾秒鐘。
相比之下,空天院的持續電壓約為0.5伏,電流密度約為每平方厘米約17微焦。
這並不多,但團隊表示,連接多個設備可以產生足夠的電源來為智能手機和其他個人電子設備等小型設備充電 - 所有這些都沒有浪費,只使用環境濕度(即使在像撒哈拉沙漠一樣乾燥的地區)。
“最終目標是建立大規模系統,”Yao說,解釋說,未來的努力可以利用這項技術通過納米線融合到壁畫中為房屋供電。
“一旦我們達到了電線生產的工業規模,我完全希望我們可以製造大型系統,從而為可持續能源生產做出重大貢獻。”
如果堅持意識到這種看似令人難以置信的潛力,那是有限的納米線G.硫劑生產。
一名團隊的相關研究 - 微生物學家Derek Lovley,他首先確定地球分子在1980年代的微生物 - 可以解決這個問題:從基因上進行其他錯誤,喜歡大腸桿菌,在大量供應中執行相同的技巧。
“我們轉過身大腸桿菌進入蛋白質納米線工廠,”洛夫利說。
“通過這種新的可擴展過程,蛋白質納米線的供應將不再是開發這些應用的瓶頸。”
調查結果報告在自然。
本文的一個版本於2020年2月首次發布。