美國馬薩(sa)諸塞(sai)大(da)(da)學阿默斯特(te)分校研究人(ren)(ren)員(yuan)近日在(zai)《自然》雜志發(fa)表研究報告稱,他(ta)們(men)開發(fa)出(chu)一種新型發(fa)電設備,能(neng)夠(gou)通過一種蛋白納(na)米薄膜,利用空(kong)氣中的(de)水分產生電能(neng)。研究人(ren)(ren)員(yuan)表示,這種“憑空(kong)發(fa)電”的(de)技術(shu)可(ke)能(neng)對可(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)、氣候變化(hua)等(deng)產生重(zhong)大(da)(da)影響。
研究人員將這(zhe)種(zhong)新設備稱為“空(kong)氣(qi)發電機”,其最主要的(de)(de)(de)構件是(shi)由微(wei)生(sheng)(sheng)物地桿菌生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)導電蛋白納米線構成的(de)(de)(de)厚(hou)度只有7微(wei)米的(de)(de)(de)納米薄(bo)膜。當暴露于空(kong)氣(qi)中時,薄(bo)膜會吸收其中的(de)(de)(de)水(shui)分(fen),形(xing)成一個可(ke)自(zi)我維持(chi)的(de)(de)(de)水(shui)分(fen)梯度。以這(zhe)一水(shui)分(fen)梯度為驅(qu)動(dong)力,設備會產(chan)生(sheng)(sheng)約0.5伏的(de)(de)(de)持(chi)續電壓,電流密度約為每平方厘米17微(wei)安。
研究人員(yuan)指出,從環(huan)(huan)境(jing)中收集能(neng)量的(de)自持系統(tong)為清潔能(neng)源(yuan)帶來了希望,但如太(tai)陽能(neng)電(dian)池這樣(yang)(yang)的(de)已(yi)知技術都有(you)特定的(de)環(huan)(huan)境(jing)要(yao)(yao)求(qiu),這些要(yao)(yao)求(qiu)限制了它們(men)的(de)部署,也(ye)限制了它們(men)的(de)發(fa)(fa)(fa)電(dian)潛(qian)力(li)。無(wu)處不在(zai)的(de)空氣則提供(gong)了另一(yi)種選擇。他們(men)開發(fa)(fa)(fa)的(de)新(xin)技術無(wu)污(wu)染,可(ke)再生(sheng),成本(ben)也(ye)很(hen)低(di),與太(tai)陽能(neng)、風(feng)能(neng)等可(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)相比,具有(you)明顯(xian)優勢。新(xin)設備對位(wei)置(zhi)或(huo)環(huan)(huan)境(jing)條件沒有(you)過多要(yao)(yao)求(qiu),不需要(yao)(yao)陽光或(huo)風(feng),甚至可(ke)以(yi)在(zai)室內使用,即使在(zai)如撒哈拉沙漠這樣(yang)(yang)濕度(du)極低(di)的(de)地(di)區(qu),它也(ye)可(ke)以(yi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)。
研究(jiu)人員稱,當前一代“空氣發電(dian)機”能(neng)(neng)夠(gou)為小型電(dian)子(zi)設備(bei)供電(dian),他們(men)希望能(neng)(neng)很快將其推向商用;下一步,他們(men)計劃對設備(bei)進(jin)行(xing)升級,讓(rang)其可(ke)為智(zhi)能(neng)(neng)手(shou)表(biao)等可(ke)穿戴(dai)電(dian)子(zi)設備(bei)供電(dian);而他們(men)的最終(zhong)目標則是(shi)制造出能(neng)(neng)夠(gou)為房屋供電(dian)的大型系統。
新結構(gou)能利(li)用(yong)濕度差異來發電,盡管(guan)電力不大,足以供給(gei)微型傳感(gan)器等(deng)元件(jian)。納(na)米(mi)技(ji)術的(de)進步,讓(rang)利(li)用(yong)自然環境中的(de)微小能量變得簡單,比(bi)如(ru)有些(xie)納(na)米(mi)結構(gou)可以利(li)用(yong)微微流動(dong)的(de)空氣發電。這些(xie)創(chuang)新投入(ru)實(shi)用(yong)后,在世界(jie)各個角落部署微型電器將十分方(fang)便。