美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校研究人員17日在《自然》雜志發表研究報告稱,他們開發出一種新型發電設備,能夠通過一種蛋白納米薄膜,利用空氣中的水分產生電能。研究人員表示,這種“憑空發電”的技術可能對可再生能源、氣候變化等產生重大影響。

研究人員將這種新設備稱為“空氣發電機”,其最主要的構件是由微生物地桿菌生產的導電蛋白納米線構成的厚度只有7微米的納米薄膜。當暴露于空氣中時,薄膜會吸收其中的水分,形成一個可自我維持的水分梯度。以這一水分梯度為驅動力,設備會產生約0.5伏的持續電壓,電流密度約為每平方厘米17微安。

研究人員指出,從環境中收集能量的自持系統為清潔能源帶來了希望,但如太陽能電池這樣的已知技術都有特定的環境要求,這些要求限制了它們的部署,也限制了它們的發電潛力。無處不在的空氣則提供了另一種選擇。他們開發的新技術無污染,可再生,成本也很低,與太陽能、風能等可再生能源相比,具有明顯優勢。新設備對位置或環境條件沒有過多要求,不需要陽光或風,甚至可以在室內使用,即使在如撒哈拉沙漠這樣濕度極低的地區,它也可以發電。

研究人員稱,當前一代“空氣發電機”能夠為小型電子設備供電,他們希望能很快將其推向商用;下一步,他們計劃對設備進行升級,讓其可為智能手表等可穿戴電子設備供電;而他們的最終目標則是制造出能夠為房屋供電的大型系統。

總編輯圈點

新結構能利用濕度差異來發電,盡管電力不大,足以供給微型傳感器等元件。納米技術的進步,讓利用自然環境中的微小能量變得簡單,比如有些納米結構可以利用微微流動的空氣發電。這些創新投入實用后,在世界各個角落部署微型電器將十分方便。