(文章來源:網絡整理)
想象一種裝置,放置在你屋子的某個地方,你的所有家電和照明設備都和它連在一起,你不用再投入任何金錢和材料,然后你家里就會有24小時持續供應的電能了,不管有沒有刮風下雨,不管有沒有出太陽,只要周圍空氣不枯竭你就有電。這個裝置你會叫它什么?永動機?
世界上沒有永動機,但上面描述的裝置確實存在,剛剛由馬薩諸塞大學阿默斯特分校的電氣工程師姚軍(Jun Yao)及其團隊發明出來,被稱為空氣發電機(Air-gen),只是目前產生的電能還極為有限。Air-gen并不是永動機,它只是利用了我們看不見的東西——空氣中的水分梯度來產生電能。
團隊的另一位核心人物,微生物學家德里克·洛夫利在30多年前就發現,一種地桿菌屬(Geobacter)的微生物可以生成導電的蛋白質納米線,此后就一直研究如何讓其產生實際的應用。經過多年努力后,科學家們將地桿菌制成7微米厚的蛋白質納米線薄膜,裝上兩個電極,暴露在空氣中后,納米線薄膜能夠吸收空氣中的水蒸氣,在兩個電極之間傳導連續的電流,從而在器件上產生了電壓梯度。
研究人員認為,電荷可能是由水分梯度產生的,水分梯度可以在納米線材料中形成質子的傳輸,從而產生恒定電場或者類似于生物系統中的靜息電位。目前該裝置已經能夠產生0.5伏的持續電壓,電流密度約為每平方厘米17微安。
看起來似乎有些微不足道,但研究人員表示,將多個設備連接起來后,就可以產生足夠的電力,為智能手機和其它小型電子設備充電,而且在撒哈拉這樣干燥的沙漠地區都能夠使用。未來可以將蛋白質納米線材料結合墻面涂料,制成大型的空氣發電系統,從而為清潔能源做出更大的貢獻。最可喜的是,科學家們已經可以用大腸桿菌來生產蛋白質納米線薄膜,解決了生產瓶頸,從而能夠提供更廉價的解決方案。
如果能夠成功,這項裝置看來已經非常接近“永動機”了,完全可以說是“不是永動機的永動機”。只是僅僅利用空氣中的水分梯度,單位面積產生的電能可能還是太小,不知道需要多大面積的“空氣發電機”,才能為越來越“饕餮”的人類能源消耗提供足夠的電力?
(責任編輯:fqj)
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