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北京時間2月18日消息，馬薩諸塞大學安姆斯特分校研究人員開發了一種發電裝置，借助一種蛋白質，利用空氣中的水分就能發電。他們表示，這一技術將對未來的可再生能源、氣候變化和醫療產生深刻影響。
《自然》今天刊文稱，馬薩諸塞大學安姆斯特分校電子工程師姚軍(Jun Yao，音譯)和微生物學家德雷克·洛弗利(Derek Lovley)，開發了一種他們稱之為“空氣發電機”的裝置，利用由地桿菌制造的能導電的蛋白質納米線發電。
在“空氣發電機”中，電極與蛋白質納米線相連，空氣中自然存在的水分就可以生成電流。
姚軍說，“不夸張地說，空氣發電機可以無中生有地發電。它可以每周7天、每天24小時地生成清潔能源。”
洛弗利過去30年一直從事可持續生物電子材料研究，他說，“這是蛋白質納米線迄今為止令人驚異和激動的應用。”
姚軍實驗室開發的這一發電技術，具有不會產生污染、可再生和成本低的特點。甚至在非常干旱的地區，例如撒哈拉沙漠，它也能發電。
洛弗利表示，與風能、太陽能等其他形式的可再生能源相比，空氣發電機有相當大優勢，例如，不要求有陽光或風，“它甚至能在室內發電”。
研究人員解釋說，空氣發電機只要求一層厚度不超過10微米的蛋白質納米線薄膜即可。薄膜的底部是一個電極，頂部是一個更小的電極。薄膜可以從空氣中吸收水分。
蛋白質納米線的導電性和化學特性，與薄膜中納米線間的毛細孔，為兩個電極之間生成電流創造了條件。
研究人員稱，目前的空氣發電機的發電量，能為小型電子設備供電，他們預計這一技術將很快投入商業應用。
未來，他們計劃開發一款空氣發電機“補丁”，為健身追蹤器、智能手表等可穿戴設備供電，使得這些產品不再需要傳統電池。他們還希望開發用于手機的空氣發電機版本，免除用戶給手機充電的痛苦。
姚軍說，“我們的終目標，是開發大規模系統。例如，這一技術將被整合在裝修材料中，為消費者家庭提供電能。我們還可能開發獨立的空氣發電機，為電網供應電能。一旦我們的技術投入工業化應用，我預計我們開發的大型系統，將對可持續能源的生產產生重大影響。”
為了推動地桿菌的實際應用，洛弗利的實驗室近開發了一種新菌種，能進一步加快蛋白質納米線的生產速度，降低成本。
他說，“我們將大腸桿菌轉化成蛋白質納米線工廠。有了這種規模化生產的工藝，蛋白質納米線的供應將不再是開發這些應用的瓶頸。”
他們表示，空氣發電機的開發，彰顯了不同尋常的跨學科合作。30多年前，洛弗利在波托馬克河的污泥中發現了地桿菌，之后，他的團隊發現了它能用來生產具有導電性的蛋白質納米線的能力。
在入職馬薩諸塞大學安姆斯特分校前，姚軍曾在哈佛大學工作數年，利用硅納米線設計了一款電子產品。他們合作的目的，是探索利用由地桿菌生產的蛋白質納米線，能否用于電子產品中。
姚軍實驗室的博士研究生劉小蒙(Xiaomeng Liu，音譯)在開發新的傳感器裝置，“我看見了這種現象，當納米線與電極相連時，裝置就會生成電流。我發現，暴露在空氣中是它能發電的必不可少的條件，蛋白質納米線能吸收水分，設備上會產生電壓。”
除空氣發電機外，姚軍實驗室還開發了蛋白質納米線的數種其他應用。他說，“基于蛋白質的電子設備新時代的大幕才剛剛開啟。”
原標題：《自然》：發電機利用空氣中水分發電 還能在室內使用
浙公網安備 33010602000006號
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