注册 找回密码
搜索
查看: 23|回复: 0

《自然》:科学家用细菌实现“空气发电” 蛋白细丝

[复制链接]
发表于 2020-2-29 18:58:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 邓文龙 于 2020-2-29 19:01 编辑

作者:Jun Yao 来源:《自然》 发布时间:2020/2/19 15:01:06

科学家用细菌实现“空气发电”

利用稀薄的空气发电听起来像是科幻小说,但一项基于纳米线的新技术——发电细菌,就能在含有水分的空气中做到这一点。

这项2月17日发表于《自然》的新研究表明,发电细菌产生的蛋白质细丝,可以产生足够的能量点亮LED灯泡。虽然研究人员还不确定这些蛋白质细丝是如何工作的,但这个微型发电机功能强大:17个这样的设备链接在一起,可以产生10伏特的电压,足可以为一部手机提供电力。

未参与这项工作的中国科学院院士、南京航空航天大学纳米科学研究所所长郭万林说,新方法应该被视为一个“里程碑式的进步”。郭万林研究水伏发电技术,这是一种从水中获取电能的分子方法。

据《科学》报道,15年前,美国马萨诸塞大学微生物学家Derek Lovley和同事发现了一种名为Geobacter的细菌,能将电子从有机物转移到金属类化合物。从那以后,人们了解到,其他许多细菌可以制造蛋白质纳米线,将电子传递给环境中的细菌或沉积物。这种转移产生了一种小电流,研究人员曾尝试将其作为清洁能源加以利用,并取得了不同程度的成功。

两年前,马萨诸塞大学姚军(音译)团队发现,如果把纳米线的薄膜夹在两块用作电极的金板间,并且不去管它,它们可以持续供电至少20个小时。而且这个设备可以自我充电,诀窍是让纳米线薄膜的一面暴露在潮湿的空气中,且使顶板比底板小。

经过不断试验,研究人员发现,当把纳米线放在一个不潮湿的房间时,电流会减小,这表明湿度是电子产生的关键因素。通过将设备暴露在不同的湿度下,研究人员发现这种方法在空气湿度为45%的情况下效果最好。

研究人员表示,发电的秘密就在于薄膜的上半部分吸收了水分,形成了水分梯度,水滴不断从上半部分扩散进出,这些水滴可以分解成氢离子和氧离子,导致电荷在顶部附近聚集。姚军解释说,薄膜顶部和底部的电荷差异导致了电子流动。

但之前利用水蒸气导电的尝试,只能在短时间内产生少量电流。姚军团队报告说,在新装置中,纳米线之间的空隙似乎有助于保持湿度梯度,使发电可以持续两个月以上。因此,新装置运行时间可持续几周,其输出功率是之前设备的100多倍。

郭万林表示,“空气发电”不需要外部电力,比太阳能电池板或风力涡轮机的适用范围广,因此,如果能扩大规模,它将显示出“巨大的实际应用潜力”。

不过德国马普海洋微生物研究所微生物学家Dirk de Beer对这篇论文的成果持保留意见。他说,空气发电似乎提供了一个无限的电源,但该技术仍然没有明确的电子来源。(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2010-9

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2010-9

http://paper.sciencenet.cn/htmlp ... 14551860455003.shtm



华成旅行社  欢迎来电咨询:

电话:03-3833-9823  / 03-5688-1863
FAX :03-3833-9873  / 03-3834-5891

SOFTBANK电话:080-3416-2275   担当:小郭  微信号:08034162275
SOFTBANK电话:090-2172-4325   担当:小于  微信号:TYOSCL4325
SOFTBANK电话:080-3398-4387   担当:小李  微信号:huacheng4387
SOFTBANK电话:080-3523-4388   担当:小何  微信号:huacheng602
SOFTBANK电话:080-3084-4389   担当:小马  微信号:huacheng858

http://www.kaseisyoji.com/forum.php?mod=forumdisplay&fid=10

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关于都市网 | 服务条款 | 开放平台 | 广告服务 | 商务洽谈 | 都市网招聘 | 都市网公益 | 客服中心 | 网站导航 | 版权所有

手机版|小黑屋|Comsenz Inc.  

© 2001-2013 源码论坛 Inc.    Powered by Weekend Design Discuz! X3.2

GMT+8, 2020-3-29 08:05 , Processed in 0.330572 second(s), 40 queries .

快速回复 返回顶部 返回列表