Новая технология Air-gen генерирует электричество из воздуха

Ученые из Массачусетского университета разработали устройство, использующее природный белок для выработки электричества из влаги в воздухе. По их словам, новая технология может иметь значительные последствия для будущего возобновляемых источников энергии, изменения климата и будущего медицины.

Исследователи создали устройство, которое они называют «Air-gen». или пневматический генератор с электропроводящими белковыми нанопроволоками, произведенными микробом Geobacter. Air-gen соединяет электроды с белковыми нанопроводами таким образом, что электрический ток генерируется водяным паром, естественно присутствующим в атмосфере.

«Мы буквально производим электричество из воздуха», — говорит Яо Цзюн, один из создателей устройства. «Air-gen генерирует чистую энергию 24 часа в сутки. Это самое удивительное и захватывающее применение белковых нанопроводов».

Новая технология является экологически чистой, возобновляемой и недорогой. Она может генерировать электроэнергию даже в районах с чрезвычайно низкой влажностью, таких как пустыня Сахара.

По словам ученых, она обладает значительными преимуществами по сравнению с другими видами возобновляемой энергии, в том числе солнечной и ветровой, поскольку, в отличие от других источников возобновляемой энергии, Air-gen не требует солнечного света или ветра и «работает даже в помещении».

Исследователи объясняют, что для устройства Air-gen требуется только тонкая пленка белковых нанопроводов толщиной менее 10 микрон. Нижняя часть пленки опирается на электрод, в то время как меньший электрод, который покрывает только часть пленки нанопроволоки, находится сверху.

Пленка адсорбирует водяной пар из атмосферы. Комбинация электропроводности и химического состава поверхности белковых нанопроводов в сочетании с мелкими порами между нанопроводами в пленке создает условия, которые генерируют электрический ток между двумя электродами.

Исследователи говорят, что нынешнее поколение устройств Air-gen способно питать малую электронику, и они рассчитывают вскоре вывести изобретение на коммерческий уровень.

Следующие шаги, которые они планируют включить, включают разработку небольшого «патча» Air-gen, который может питать электронные носимые устройства, такие как мониторы здоровья и фитнеса, а также умные часы, что устранит потребность в традиционных батареях. Они также надеются разработать Air-gen для мобильных телефонов, чтобы исключить периодическую зарядку.

Power generation from ambient humidity using protein nanowires, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2010-9 , https://nature.com/articles/s41586-020-2010-9