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利用空气中看不见的东西发电,科学发明下的永动机

2020-04-13 03:00:42

(文章来源:网络整理)
? ? ?? 想象一种装置,放置在你屋子的某个地方,你的所有家电和照明设备都和它连在一起,你不用再投入任何金钱和材料,然后你家里就会有24小时持续供应的电能了,不管有没有刮风下雨,不管有没有出太阳,只要周围空气不枯竭你就有电。这个装置你会叫它什么?永动机?

世界上没有永动机,但上面描述的装置确实存在,刚刚由马萨诸塞大学阿默斯特分校的电气工程师姚军(Jun Yao)及其团队发明出来,被称为空气发电机(Air-gen),只是目前产生的电能还极为有限。Air-gen并不是永动机,它只是利用了我们看不见的东西——空气中的水分梯度来产生电能。

团队的另一位核心人物,微生物学家德里克·洛夫利在30多年前就发现,一种地杆菌属(Geobacter)的微生物可以生成导电的蛋白质纳米线,此后就一直研究如何让其产生实际的应用。经过多年努力后,科学家们将地杆菌制成7微米厚的蛋白质纳米线薄膜,装上两个电极,暴露在空气中后,纳米线薄膜能够吸收空气中的水蒸气,在两个电极之间传导连续的电流,从而在器件上产生了电压梯度。

利用空气中看不见的东西发电,科学发明下的永动机

研究人员认为,电荷可能是由水分梯度产生的,水分梯度可以在纳米线材料中形成质子的传输,从而产生恒定电场或者类似于生物系统中的静息电位。目前该装置已经能够产生0.5伏的持续电压,电流密度约为每平方厘米17微安。

看起来似乎有些微不足道,但研究人员表示,将多个设备连接起来后,就可以产生足够的电力,为智能手机和其它小型电子设备充电,而且在撒哈拉这样干燥的沙漠地区都能够使用。未来可以将蛋白质纳米线材料结合墙面涂料,制成大型的空气发电系统,从而为清洁能源做出更大的贡献。最可喜的是,科学家们已经可以用大肠杆菌来生产蛋白质纳米线薄膜,解决了生产瓶颈,从而能够提供更廉价的解决方案。

利用空气中看不见的东西发电,科学发明下的永动机

如果能够成功,这项装置看来已经非常接近“永动机”了,完全可以说是“不是永动机的永动机”。只是仅仅利用空气中的水分梯度,单位面积产生的电能可能还是太小,不知道需要多大面积的“空气发电机”,才能为越来越“饕餮”的人类能源消耗提供足够的电力?
? ? ? (责任编辑:fqj)