یک هنرمند مفهومی از یک نانوسیم نیروگاه.

الا Maru استودیو

تولید برق از هوا نازک صدا ممکن است مانند داستان های علمی تخیلی اما یک تکنولوژی جدید مبتنی بر نانوسیم-جوانه باکتری می کند که فقط—تا زمانی که وجود رطوبت در هوا است. یک مطالعه جدید نشان می دهد که در هنگام مد به یک فیلم این سیم—پروتئین رشته که کشتی الکترون به دور از باکتری می تواند تولید به اندازه کافی قدرت به نور چراغ. این فیلم با این نسخهها کار به سادگی با جذب رطوبت از هوای اطراف. گرچه محققان مطمئن نیستند که دقیقا چگونه این سیم کار کوچک نیروگاه بسته پانچ: 17 دستگاه های مرتبط با هم می تواند تولید 10 ولت که برق به اندازه کافی به قدرت یک تلفن همراه.

روش جدید باید در نظر گرفته شود یک “نقطه عطف پیشرفت” می گوید: Guo Wanlin مواد دانشمند در دانشگاه نانجینگ هوانوردی و فضانوردی بود که درگیر با کار. Guo مطالعات hydrovoltaics مولکولی به روش برداشت برق از آب است.

راه hydrovoltaic دستگاه کار است که هنوز هم یک بیت از یک رمز و راز است. هنگامی که قطرات آب در تعامل با انواع خاصی از گرافن یا مواد دیگر یک شارژ الکتریکی تولید می شود و الکترون ها حرکت را از طریق مواد. پرسش های بسیاری باقی می ماند اما در مورد دقیقا چگونه این دستگاه تولید برق است. “من فکر می کنم درک عمیق تر… مورد نیاز است می گوید:” درک د آبجو یک میکروبیولوژیست در حال توسعه microsensors در موسسه ماکس پلانک برای دریایی میکروبیولوژی.

محققان نیز تنها با شروع به یادگیری چگونه الکترون-انجام باکتری تابع. بیش از 15 سال پیش co-نویسنده درک Lovley یک میکروبیولوژیست در دانشگاه ماساچوست (UMass) امهرست و همکارانش کشف کردند که یک باکتری به نام Geobacter شاتل الکترون از مواد آلی فلزی-بر اساس ترکیبات مانند اکسیدهای آهن. از آن پس او و دیگران آموخته اند که بسیاری دیگر از باکتری ها را پروتئین به ساخت نانوسيم های انتقال الکترون به سایر باکتری ها و یا رسوب در محیط خود. این انتقال باعث ایجاد یک جریان الکتریکی کوچک که محققان سعی کرده اند با موفقیت مخلوط به مهار به عنوان انرژی پاک.

اما 2 سال پیش UMass دانشجوی کارشناسی ارشد لیو Xiaomeng متوجه شده است که گاهی اوقات جدا ساخت نانوسيم های خود به خود تولید فعلی است. در ابتدا خود را مشاور UMass مهندس برق یائو Jun, شک و تردید بود اما در نهایت آنها کشف کردند که اگر آنها ساندویچ یک فیلم نازک از ساخت نانوسيم های بین دو طلا صفحات—که در خدمت به عنوان الکترود—و در سمت چپ آن نشسته و آنها به طور مداوم می تواند قدرت برای حداقل 20 دقیقه. و این دستگاه می تواند شارژ خود را. ترفند بود که بالای صفحه کوچکتر از پایین ترک یک طرف از نانوسیم فیلم در معرض هوای مرطوب.

آنها می دانستند که ساخت نانوسيم های نمی تواند کشیدن الکترون از طلا صفحات به دلیل استفاده از صفحات ساخته شده از کربن است که آماده هستند تا منابع الکترون—مشغول به کار فقط به عنوان به خوبی. محققان رد احتمال دیگر: که پروتئین ساخت نانوسيم های خود را از هم پاشیده و تنظیم الکترون های خود را رایگان. یک ایده سوم آمد: گاهی نور می تواند الکترون آزاد با تحریک واکنش های شیمیایی. اما ساخت نانوسيم های فعلی جریان حتی در تاریکی. محققان تا به حال یک نهایی: هنگامی که آنها با قرار دادن نانو سيمهای در کمتر از یک مرطوب مجلسی جاری کاهش نشان می دهد رطوبت کلیدی بود.

سپس آنها را در معرض دستگاه خود را به سطوح مختلف رطوبت. این کار بهترین در هوا در حدود 45 درصد رطوبتبلکه در شرایط خشک به صحرای بزرگ آفریقا و یا به عنوان مرطوب به عنوان New Orleans, تیم, گزارش, امروز در طبیعت. راز آنها می گویند این است که فقط با این قسمت از این فیلم جذب رطوبت رطوبت شیب توسعه با قطرات به طور مداوم انتشار در داخل و خارج از. قطرات می تواند جدا به هیدروژن و یونهای اکسیژن باعث هزینه برای ساخت در نزدیکی بالای صفحه. این تفاوت در شارژ بین بالا و پایین این فیلم باعث می شود الکترون ها به جریان یائو توضیح می دهد.

با استفاده از بخار آب است “یک فن آوری انقلابی به تجدید سبز و ارزان انرژی به طور مستقیم از رطوبت هوا می گوید:” ملکه Liangti مواد دانشمند دانشگاه در پکن ،

اما تلاش های قبلی به زور گرفتن انرژی از رطوبت مانند استفاده از گرافن یا پلیمرهای تولید شده در مقدار کمی از زمان برای تنها مدت کوتاهی از زمان است. در راه اندازی فضاهای بین ساخت نانوسيم های به نظر می رسد برای کمک به حفظ رطوبت شیب را قادر می سازد, تولید برق برای 2 ماه و بیشتر یائو این گزارش تیم. بنابراین در خارج از دروازه جدید راه اندازی هفته طول می کشد و نه ثانیه و آن را تا بیش از 100 برابر قدرت خروجی از دستگاه های قبلی.

و از آنجا که “هوا-gen” را به عنوان یائو تماس الکترود-و-نانوسیم دستگاه نیاز به هیچ قدرت خارجی آن را می توان در بسیاری از مکان ها بیشتر از پانل های خورشیدی یا توربین های بادی. اگر می توان آن را کوچک نشان می دهد و آن “پتانسیل زیادی برای کاربردهای عملی,” Guo می گوید.

و دوست داشتنی پیشنهاد کرده است یک راه برای انجام این کار است. رشد Geobacter به برداشت ساخت نانوسيم های دشوار است بنابراین Lovley اتحاد مهندسی ژنتیک آسان به رشد باکتری Escherichia coli به تولید و ساخت نانوسيم های. از E. coli ایجاد شده ساخت نانوسيم های از قطر است و با همان قدرت انجام به عنوان Geobacter‘s, او و همکارانش گزارش شده در یک ماه نوامبر سال 2019 preprint ارسال شده به Biorxiv.

اما یک منبع آماده ساخت نانوسيم های ممکن است به اندازه کافی می گوید جما Roguera یک میکروبیولوژیست در دانشگاه ایالتی میشیگان است که با استفاده از E. coli به پپتید است که پروتئین ساخت نانوسيم های’ بلوک های ساختمان. در حال حاضر این دستگاه متکی بر Geobacter‘s ساخت نانوسيم های. به دلیل برشی ساخت نانوسيم های خاموش Geobacter می تواند عملکرد سیم از ترکیب های مختلف “آن دقیقا روشن نیست که آنچه آنها در حال کاوش” در هنگام یائو و Lovley آزمایش با هوا خود را نسل او می گوید:. (Lovley فکر می کند آنها می دانند که چه سیم ساخته شده است.)

د آبجو نیز رزرو: “این کاغذ ساخته شده من کمی نگران,” او می گوید. هوا-gen به نظر می رسد برای ارائه یک منبع قدرت بی نهایت اما او را نمی بینم چگونه چون بدون روشن شدن منبع الکترون.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.nettny.im

نرم افزار گرامرلی