22 мая
Загрузить еще

В США получили электричество из воздуха

В США получили электричество из воздуха
Фото: Фото: Xiaomeng Liu et al. / Nature, 2020.

В США сделали прибор с белковыми нанонитями, которые получают электричество из влажного воздуха. Инженер Цзюнь Яо и микробиолог Дерек Ловли из Массачусетского технологического университета назвали творение Air-gen, или пневматический генератор с электропроводящими белковыми нанопроволоками.

Бактерии Geobacter sulfurreducens создали белковые нанонити, из которых ученые сотворили пористую пленку толщиной приблизительно семь микрометров. Ее оснастили золотыми электродами, создающими напряжение. Электроток появляется из-за водяного пара в воздухе. Размер генератора - сантиметр на два, объемная мощность - четыре милливатта на кубический сантиметр, пишет Nature.

- Мы буквально производим электричество из воздуха. Air-gen генерирует чистую энергию 24/7. Это самое удивительное и захватывающее применение белковых нанопроводов в истории науки, - заявил Яо.

Разработчики утверждают, что прибор создает электричество даже при низкой влажности, например, в Сахаре. В отличие от солнечных батарей и ветряков, работает в темной комнате. Эксперимент с 17 устройствами продемонстрировал, что на белковых нитях работает небольшой экран. Без нагрузки сохраняется приблизительно 0,5 вольта напряжения, а замыкание цепи вызывает 250 наноамперов тока.

Устройство может работать десятки часов. За 20 часов эксперимента с резистором напряжение ослабло на треть. Резистор отключили и напряжение восстановилось за пять часов.

Как это работает

Ученые объяснили механизм ионизацией карбоксильных групп при контакте белковых нитей с молекулой воды. Это создает подвижные протоны - носитель заряда. Влажность поверхности и основания пленки не одинакова, это вызывает градиент концентрации носителей заряда и диффузию протонов. Появляется потенциал, похожий на потенциал покоя в клетке.

Градиент влажности и носителей заряда в генераторе. Фото: Xiaomeng Liu et al. / Nature, 2020
Схема генератора. Фото: Xiaomeng Liu et al. / Nature, 2020

В ноябре "КП" в Украине" рассказывала, как военным США передали энергию лазером. 400 ватт преодолели 325 метров, но ученые мечтают получать электричество из Космоса. Для этой цели ВВС США заказали устройство у американской компании Northrop Grumman. Заключили контракт на 100 миллионов долларов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Родился первый ребенок, ради которого заморозили незрелую яйцеклетку

Бесплодная женщина стала мамой здорового малыша.