Генериране на електроенергия от нищото с помощта на Air-GEN: Учени от университета в Масачузетс са успели.

Air-GEN („въздушен генератор“ или „въздушен генератор“) генерира чиста енергия 24 часа на ден, седем дни в седмицата. Въпреки че може да изглежда като нещо от научната фантастика, изглежда, че вече е възможно да се генерира електричество от въздуха. Американски учени, по-специално от университета Амхърст в Масачузетс, разработиха ново устройство, състоящо се от естествен протеин, който генерира електричество от взаимодействието си с влажността на околната среда.

Експерти от университета на Масачузетс Амхърст използваха необичаен микроб от семейството на Geobacter, способен да създава енергопроводими нанопроводници. Самото устройство произвежда постоянно напрежение от около 0,5 волта постоянно и без да създава никакво замърсяване.

Твърдението може да изглежда като лъжа, но изследването на Яо и неговия екип описва как генераторът, задвижван с въздух, може да генерира електричество, използвайки само природни газове в околната среда. Всичко това благодарение на проводимите протеинови нанопроводници, генерирани от  Geobacter  ( G. sulfurreducens ).

„ Ние буквално генерираме електричество от нищото “, каза електроинженерът Джун Яо.

Air-gen се състои от тънък слой протеини, поставен между два електрода, който от своя страна е изложен на свободен въздух.

Благодарение на експозицията си, тъканта от нанотел е способна да абсорбира водни пари, които съществуват в атмосферата, което позволява на устройството да генерира постоянен електрически ток между двата терминала.

Екипът гарантира, че зарядът се създава от градиент на влажност, който произвежда дифузия на протони в материала.

Както обясняват създателите на откритието в списание Nature, тази технология може да има важни последици в средносрочен план в областта на възобновяемите енергии и да ни помогне да смекчим изменението на климата. В допълнение към революцията на пазара на електронни устройства, правейки употребата на батерии остаряла, постигаме мечтата да забравяме да презареждаме нашите преносими електронни устройства, като мобилни телефони, смарт часовници, таблети или всяко друго устройство.

Как Air-GEN може да генерира електричество от нищото?

За да постигне това, устройството използва електропроводими протеинови нанопроводници, които се произвеждат от протеобактерия от рода geobacter (Geobacter sulfurreducens). С тези нанопроводници се създава тънък филм, към който са свързани електроди, по такъв начин, че се генерира електрически ток благодарение на водната пара, естествено присъстваща в атмосферата, когато взаимодейства с тънкия филм от нанопроводници. Една от страните на филма се поддържа от електрод, докато в горната част е разположен по-малък електрод, който покрива само част от филма на нанотел. Филмът абсорбира водните пари от атмосферата.

Електрическата проводимост и повърхностната химия на протеиновите нанопроводници, заедно с фините пори между нанопроводниците във филма, определят условията за генериране на електричество между електродите.

Полученото устройство произвежда продължително напрежение от около 0,5 волта върху филм с дебелина 7 микрометра, с плътност на тока от около 17 микроампера на квадратен сантиметър.

Те бяха открити заровени в калните брегове на река Потомак преди повече от три десетилетия: странен „седиментен организъм“, способен да прави неща, които никоя друга бактерия не е могла да направи.

Този необичаен микроб, принадлежащ към  клона на Geobacter , първо беше известен със способността си да произвежда магнетит в отсъствието на кислород, но с течение на времето учените откриха, че може да прави повече неща, като например изграждане на бактериални нанопроводници, които провеждат електричество.

Години наред изследователите се опитват да открият полезни начини за използване на този дар на природата и изглежда, че наскоро са намерили това, което са търсили с устройство, наречено Air-gen. Според екипа това устройство може да създава електричество почти от нищото.

Благодарение на последователното свързване на няколко от тези устройства, ние сме в състояние да увеличим линейно напрежението и тока за захранване на електронни устройства.

Този нов начин за генериране на електроенергия може бързо да се превърне в един от най-добрите източници на възобновяема енергия. И това е така, защото има много предимства пред други форми на възобновяема енергия като слънчева или вятърна. Производството на тези устройства е много евтино, производството почти не включва разход на енергия, нито използването на замърсяващи материали и може да се използва навсякъде по земното кълбо, дори в пустинята Сахара, където влажността е много ниска.

Лабораторията се надява да стартира производството на този тип устройства за генериране на електричество, необходимо за захранване на малки преносими електронни устройства, много скоро и в по-далечно бъдеще да произвежда тези устройства в голям мащаб, за да може да захранва по-големи устройства или дори сгради, например включване на тази технология в боядисване на стени. Те също така се надяват да създадат комплекси на индустриално ниво, които могат да служат като електроцентрали и да допринесат фундаментално за генерирането на електрическа енергия на глобално ниво.

Това откритие изисква интердисциплинарно сътрудничество. Където микробиологът Дерек Р. Лоули и докторът по инженерство Юнг Яо се открояват от една страна. Преди 30 години Лоули ще открие Geobacter sulfurreducens и способността му да генерира протеинови нанонижи. Преди да пристигне в Университета на Масачузетс, Юнг Яо е работил няколко години в Харвард, където е проектирал електронни устройства със силициеви нанопроводници. Когато научил за работата на Ловли, той си партнирал с него с цел да използва нанопроводниците, генерирани от микроба на Ловли, за своите устройства. Но Xiaomeng Liu, студент в лабораторията на Yao, щеше да открие способността на тези нанопроводници да генерират електрическа енергия при влажност на околната среда.

Откритието е направено почти случайно

Откритието е направено почти случайно, когато Яо осъзнава, че други устройства, които създава, генерират електричество почти сами.

Други открития от същия тип са направени с други наноматериали, като графен, но тези опити са произвели само малки проблясъци на електричество.

За разлика от тях, Air-gen произвежда постоянно напрежение от около 0,5 волта. Това не е много мощност, но екипът твърди, че включването на множество устройства може да генерира достатъчно енергия за зареждане на елементи като смартфони или друга лична електроника, без да генерира нито един отпадък.