Naukowcy z University of Massachusetts Amherst zbudowali urządzenie, które generuje prąd elektryczny z wilgoci w powietrzu. Technologia taka może mieć w przyszłości olbrzymie znaczenie w wytwarzaniu czystej energii.

University of Massachusetts Amherst

Urządzenie to dzieło inżyniera Juna Yao i mikrobiologia Dereka Lovleya. Air-gen (air-powered generator) składa się 7-mikrometrowej warstwy proteinowych nanokabli złożonych z Geobacter sulfurreducens nałożonej na złotą elektrodę o powierzchni 25 mm2. Na warstwie nanokabli znajduje się druga elektroda o powierzchni około 1 mm2.

Dosłownie pozyskujemy elektryczność z powietrza. Air-gen wytwarza czystą energię przez 24 godziny na dobę, mówi Lovely. Uczony od ponad 30 lat pracuje nad materiałami elektronicznymi bazującymi na strukturach biologicznych. To najbardziej niezwykłe i ekscytujące zastosowanie dla proteinowych nanokabli, jakie widziałem, stwierdził.

Air-gen wytwarza czystą energię nawet w warunkach niskiej wilgotności, takich jakie panują na Saharze. Nie wymaga dostępu do światła, działa w pomieszczeniach.

Urządzenie wykazuje właściwości samoładowania się. Jest ono w stanie przez 20 godzin dostarczyć napięcie rzędu 0,5 V. Po tym czasie napięcie spada do 0,35 V, jednak po odłączeniu odbiornika prądu po 5 godzinach powraca ono do poziomu 0,5 V.
Naukowcy połączyli też wiele swoich urządzeń razem i 17 z nich dostarczyło napięcia 10 V. Były one w stanie zasilić diodę LED lub niewielki wyświetlacz ciekłokrystaliczny.

G. sulfurreducens została odkryta przez Dereka Lovleya. Uczony mówi,że bakteria wykorzystuje przewodzące nanokable do kontaktu z innymi mikroorganizmami i minerałami. Na przykład w glebie i osadach Geobacter dostarcza w ten sposób elektrony do mikroorganizmów produkujących metan, a te wykorzystują je do zamiany dwutlenku węgla w metan. Geobacter wykorzystuje też energię elektryczną do połączenia się z minerałami zawierającymi żelazo i korzysta z nich w podobny sposób, w jaki my korzystamy z tlenu.

W Air-gen prąd pojawia się w dzięki gradientowi wilgotności, jaki pojawia się w nanokablowej warstwie po wystawieniu jej na wilgoć obecną w powietrzu. Kluczowa jest tu rola małej elektrody na górze urządzenia, gdyż to jej odsłonięta powierzchnia umożliwia pojawienie się gradientu. Badania wykazały też, że wraz ze wzrostem wilgotności otoczenia rośnie wytwarzana energia.

Szczegóły wynalazku zostały opisane na łamach Nature.

 

Red.: Zasilić diodę LED to mało dokładne określenie i ogromna rozbieżność prądowa. Zielona dioda LED wykazuje delikatne świecenie już przy 500 nA, a wyświetlacz ciekłokrystaliczny bez układu sterującego pobiera kilka nano amperów do zmiany polaryzacji kryształu, więc to jest wyjątkowo niewielki prąd. Mam wątpliwości co do tych badań.

 

Źródło: University of Massachusetts Amherst
0 0 vote
Article Rating