20 февраля 2020
Как говорил Артур Кларк, любая достаточно развитая технология неотличима от магии. Американские учёные наглядно доказали этот постулат. Довольно простая с виду установка смогла добыть электричество буквально из воздуха.
Художественное представление разработки (UMass Amherst)
Группа исследователей из Массачусетского технологического университета в Амхерсте (не путать с MIT) опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила об интересном изобретении. Созданное учёными небольшое устройство со сторонами 1×2 см смогло добывать электрический ток из окружающей влажности в воздухе. Устройство генерировало ток часами и восстанавливалось для дальнейшей работы после небольшого перерыва.
Генерирующий электричество элемент представляет собой тонкую плёнку толщиной 7 мкм. Но это необычная плёнка. Плёнка состоит из белковых нитей нанометровой толщины. Эти нити производятся в процессе жизнедеятельности бактерий Geobacter sulfurreducens. Это интересные бактерии. Они вырабатывают реагенты, которые позволяют восстанавливать металлы.
В 7-мкм плёнке довольно много слоёв белковых нитей. Естественно, вся толща плёнки пористая и способна абсорбировать влагу из окружающего воздуха. При этом нижний электрод занимает всю площадь под генерирующим элементом, в верхний закрывает только небольшой участок на поверхности плёнки.
Благодаря абсорбции влаги из воздуха в толще плёнки возникает перепад влажности ― создаётся градиент по направлению к нижнему электроду. Из-за молекул воды на поверхности белковых нитей начинают происходить процессы ионизации, что, в свою очередь, приводит к появлению в плёнке подвижных протонов ― носителей заряда. Поскольку влажность плёнки (её градиент) изменяется от одного электрода к другому, возникает также градиент носителей заряда (протонов) и, как следствие, при замыкании электродов или в случае подключения нагрузки в системе начинает течь электрический ток.
Иллюстрация из статьи в Nature
Эксперимент показал, что без нагрузки генератор выдаёт 0,5 В. Достигнутая плотность тока составила 17 мкА на см2. Соединив последовательно 17 таких генераторов и в качестве баланса подключив к нему конденсатор, учёные смогли запитать небольшой экран. В таком состоянии цепь вырабатывала электричество 20 часов, за которые напряжение упало на 30 %. После перерыва в 5 часов напряжение на контактах снова было на уровне первоначального значения.
Исследователи считают, что данное изобретение может привести к появлению источников питания для носимой электроники или нательных медицинских приборов. Влажный воздух есть везде, даже в пустыне Сахара. А ничего другого для работы предложенного генератора больше не нужно.
Хочешь узнать больше - читай отзывы
← Вернуться на предыдущую страницу
Стало відомо, коли в школах Києва продзвенить останній дзвінок 19 апреля 2024
Стало відомо, коли в школах Києва продзвенить останній дзвінок
На дорогах Європи все частіше зустрічаються незвичайні фури 19 апреля 2024
На дорогах Європи все частіше зустрічаються незвичайні фури
Даша Квіткова поділилася незвичним рецептом із авокадо і тунцем 18 апреля 2024
Блогерка Даша Квіткова продовжує ділитися рецептом смачних і корисних страв (з додаванням авокадо).