В феврале текущего года в журнале Nature появилась любопытная публикация. Учёные из Массачуетского университета в Армхерсте (University of Massachusetts Amherst) представили новое устройство, под названием «Аэроген» (Air-gen) или воздушный энергетический генератор. Оно позволяет извлекать электрическую энергию из мельчайших водяных капель, содержащихся в атмосфере. В основе изобретения - электропроводящая протеиновая нанопроволока, изготовленная с помощью микроорганизмов. Ведущие авторы - энергетик Джан Яо (Jun Yao) и микробиолог Дерек Ловли (Derek Lovley).
«Аэроген» производит чистую энергию круглые сутки и семь дней в неделю. При этом не загрязняет окружающую среду, использует возобновляемый ресурс и стоит дёшево. Устройство требует лишь тонкой плёнки – протеиновой нанопроволоки, толщиной менее 10 микрон. Нижняя часть плёнки закреплена на электроде, в то время как меньший электрод, покрывающий лишь часть плёнки, расположен сверху. Плёнка вбирает в себя водяной пар из атмосферы. Сочетание проводимости и поверхностной химической активности протеиновой нанопроволоки, а также правильно устроенные поры внутри плёнки обеспечивают условия, в которых между электродами возникает электрический ток.
На самом деле, история началась более тридцати лет назад, когда Дерек Ловли открыл в иле реке Потомак новый микроб. Затем в его лаборатории была обнаружена способность этого микроба производить электропроводящий протеин, пригодный для создания нанопроволоки. Что до Джан Яо, то до своего прихода в Университет Амхерста Яо много лет работал в Гарварде, где разрабатывал устройства с кремниевыми нанопроволоками. Учёные объединили свои усилия, чтобы проверить, можно ли будет создать полезные устройства с помощью протеиновых нанопроволок. Ключевое же открытие сделал один из сотрудников лаборатории Ксаомен Лю (Xiaomeng Liu). Работая над созданием новых датчиков, он заметил, что когда электрод подсоединён к проводнику определённым образом, устройство генерирует ток, и обратил внимание, что воздействие атмосферной влажности при этом существенно. Протеиновая нанопроволока впитывает воду, создавая разность потенциалов.
Что особенно радует, высокая влажность для работы «Аэрогена» не требуется. Достаточно даже того водяного пара, что содержится в воздухе над пустыней Сахара. И в отличие от солнечных батарей и ветряных генераторов он может работать даже в закрытом посещении.
Ток от «Аэрогена» уже сейчас может питать небольшие электронные устройства. В ближайших планах - создание небольших генераторов для медицинских датчиков, наручных часов, и без традиционных батареек и телефоны, которые не будут нуждаться в периодической подзарядке. Но в дальнейшем возможно и более масштабное применение.
Если вам понравился материал, не забудьте поставить "лайк". Спасибо.
