В 2020 году ученые из Университета Массачусетса в Амхерсте вырастили нанопроволоку из бактерий Geobacter sulfurreducens. И показали, что с ее помощью можно непрерывно получать электричество из воздуха, в котором есть хотя бы небольшое количество влаги. Вся система работала на химии бактерий и порах в покрывавшей их пленке. Продолжив эти исследования, ученые выяснили, что тип нанопроволоки несущественен для достижения желаемого результата. Главное – это размер пор в пленке.
Интересно Углекислый газ предлагают извлекать из воды, чтобы она быстрее поглощала его из атмосферы.
Как это работает
Практически любой материал способен извлекать из воздуха электричество, если он обладает определенным свойством. Это свойство – средняя длина свободного пробега частицы до того, как она столкнется с другой частицей. Для молекул воды она равна 100 нанометрам.
Новое устройство состоит из двух слоев нанопленки. В верхнем имеются отверстия диаметром менее 100 нанометров. Они служат ситом, улавливающим и удерживающим молекулы воды на поверхности. Когда они скапливаются на верхнем слое, они генерируют естественный электрический заряд, который выше заряда нижнего слоя пленки. Этот дисбаланс между двумя слоями создает электрический ток, наподобие разряда молнии.
Идея очень проста, но до сих пор ее никто не исследовал, и она открывает широкие возможности. Генератор может быть сделан буквально из любого материала, предоставляя большой выбор дешевых и пригодных для окружающей среды продуктов. Можно представить себе такой генератор, сделанный для тропических лесов, а другой для засушливых регионов,
– говорит руководитель команды Юнь Яо.
Непонятно, в каких объемах генерируется энергия, и по возможности масштабировать технологию. Также неясно, можно ли использовать ее для питания небольших устройств – часов, браслетов, наушников. Ведь метод нуждается в постоянном доступе влаги к нанопленке.