可再生能源微生物有一天可以为智能手机 智能手表甚至是

随着技术的快速发展和我们对能源消耗的需求的增加,寻找更可持续的能源是合乎逻辑的。虽然我们正在降低对化石燃料的依赖,但我们对能源的需求并没有下降,可再生能源部门目前也处于落后状态。

然而,马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的研究人员开发了一种新的低成本解决方案,可以在稀薄的空气中产生清洁能源。该设备名为air -gen,使用天然蛋白质,利用空气中的水分产生小电流。该装置是由电子工程师Jun Yao和马萨诸塞州立大学阿姆赫斯特分校微生物学家Derek Lovley的实验室制造的。

德里克·洛夫利30多年前在波托马克河中发现了Geobacter微生物。他的实验室发现这种微生物可以用来制造导电蛋白质纳米线。在与Lovely合作研究电子设备是否可以使用从Geobacter获得的蛋白质纳米线之前,姚一直在哈佛大学与硅纳米线一起研究电子设备工程。根据研究人员的说法,Air-gen需要一层比10微米还要薄一点的蛋白质纳米线薄膜和电极才能工作。整个装置利用大气中的水蒸气来发电。

Air-gen的整个工作依赖于将电极以产生电流的方式连接到蛋白质纳米线。这是通过利用大气中的水蒸气来实现的。蛋白质纳米线薄膜的底部位于一个电极上,而在顶部是一个更小的电极,它部分覆盖着纳米线薄膜。薄膜从大气中吸收水蒸气,并在两个电极之间产生电流。具体来说,整个束利用蛋白质纳米线的导电性和表面化学性质,加上薄膜内纳米线之间的细孔,以达到产生电流所需的条件。

目前的空气源设备可以为小型设备供电。图片来源:UMass Amherst/Yao和Lovley实验室

因为Air-gen使用微生物、水蒸气和电极来发电,所以它是可再生的、无污染的、低成本的。据称,该设备甚至可以在湿度极低的地区(如沙漠)工作,而且与其他可再生能源生产方法相比,该设备具有明显的优势。这是因为它不需要阳光或风,而且它显然也可以在室内工作。“我们实际上是在利用稀薄的空气发电,”姚说。“空气发电24/7产生清洁能源。Lovely补充道,“这是迄今为止蛋白质纳米线最令人惊奇和兴奋的应用。”

目前,空气发电设备据说可以为小型电子设备供电,但随着进一步的研究和开发,研究人员相信它也可以用于商业用途。一种空气发生器补丁正在酝酿中,它显然将能够为小型电子设备供电,比如健康和健身监视器和智能手表。这样做可以消除传统电池。之后,空气发生器可能会被进一步开发,这样它就可以用来给手机充电,而不需要定期给手机充电。

姚说:“最终的目标是制造大规模的系统。例如,这项技术可以应用到墙漆中,为你的家提供动力。或者,我们可以开发独立的空气动力发电机来提供电力。一旦我们达到工业规模的电线生产,我完全期待我们能够制造出大型系统,为可持续能源生产做出重大贡献。”

Lovley的实验室最近还开发了一种新的微生物菌株,可以更快速、更廉价地大量生产蛋白质纳米线。“我们把大肠杆菌变成了一个蛋白质纳米线工厂,”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程序的瓶颈。”

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