Công nghệ xanh mới sản xuất điện từ không khí mỏng
Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Massachusetts Amherst đã chế tạo được thiết bị sử dụng protein tự nhiên để sản xuất điện từ độ ẩm trong không khí.
Công nghệ mới có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của năng lượng tái tạo, biến đổi khí hậu cũng như tương lai của y học.
Thiết bị mới được gọi là “Air-gen” hay máy phát điện chạy bằng không khí với các dây nano protein dẫn điện do vi khuẩn Geobacter sản sinh. Air-gen kết nối các điện cực với các dây nano protein theo cách để dòng điện được tạo ra từ hơi nước trong khí quyển một cách tự nhiên.
“Chúng tôi thực sự đã tạo ra điện từ không khí mỏng”, kỹ sư điện Jun Yao, đồng tác giả nghiên cứu nói. “Air-gen sản xuất năng lượng sạch 24/7″. Đây là ứng dụng tuyệt vời và thú vị nhất của dây nano protein.
Công nghệ mới do phòng thí nghiệm của Yao phát triển, không gây ô nhiễm, tái tạo và chi phí thấp với khả năng sản xuất năng lượng ngay cả ở những khu vực có độ ẩm cực thấp như sa mạc Sahara. Theo Lovley, đồng tác giả nghiên cứu, công nghệ có nhiều ưu điểm hơn các dạng năng lượng tái tạo khác bao gồm năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Không như các nguồn năng lượng tái tạo khác, Air-gen không cần ánh nắng mặt trời hay gió và “thậm chí còn hoạt động trong nhà”.
Thiết bị Air-gen chỉ cần một màng mỏng dây nano protein dày chưa đến 10 micron. Phần dưới của màng nằm trên một điện cực, trong khi điện cực nhỏ hơn chỉ bao phủ một phần của màng dây nano nằm trên cùng. Màng hấp thụ hơi nước từ khí quyển. Sự kết hợp giữa tính dẫn điện và tính chất hóa học của bề mặt dây nano protein, cùng với các lỗ nhỏ giữa các dây nano trong màng, tạo nên các điều kiện sinh ra dòng điện giữa hai điện cực.
Video đang HOT
Thiết bị Air-gen thế hệ mới có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ và sẽ sớm được mở rộng trên quy mô thương mại. Các bước tiếp theo bao gồm tạo ra một “miếng dán” Air-gen nhỏ cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử mang theo người như màn hình theo dõi sức khỏe và đồng hồ thông minh, nên sẽ không cần đến pin truyền thống. Nhóm nghiên cứu cũng hy vọng sẽ chế tạo các phiên bản Air-gen dùng cho điện thoại di động, loại bỏ việc sạc định kỳ.
M.P
Theo dantri.com.vn/Science Daily
Tạo ra điện từ... không khí
Các nhà khoa học từ Đại học Massachusetts vừa tuyên bố tìm ra cách tạo ra điện từ... không khí nhờ một sinh vật đặc biệt.
Họ tìm thấy nó bị chôn vùi dưới bùn của sông Potomac hơn ba thập kỷ trước. Đó là một "sinh vật trầm tích" kỳ lạ có thể làm những điều chưa từng thấy trước đây ở vi khuẩn.
Loại vi khuẩn bất thường này thuộc chi Geobacter, lần đầu tiên được ghi nhận về khả năng tạo ra từ tính khi không có ôxy. Nhưng theo thời gian, các nhà khoa học đã tìm thấy nó có thể tạo ra những thứ khác giống như các dây nano vi khuẩn dẫn điện.
Trong nhiều năm tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã cố gắng tìm ra cách khai thác hữu ích món quà tự nhiên đó và họ có thể tạo ra một thiết bị đặc biệt gọi là Air-gen. Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị của họ có thể tạo ra điện từ tốt.
"Chúng tôi thực sự tạo ra điện từ không khí. Air-gen tạo ra năng lượng sạch 24/7", kỹ sư điện Jun Yao từ Đại học Massachusetts nói.
Nghe có vẻ khá phi thực tế nhưng nghiên cứu mới của Yao và nhóm của ông mô tả cách máy phát điện chạy bằng không khí thực sự có thể tạo ra điện mà không có gì ngoài sự hiện diện của không khí xung quanh nó. Tất cả là nhờ các dây nano protein dẫn điện được sản xuất bởi Geobacter.
Air-gen sẽ bao gồm một màng mỏng gồm các dây nano protein có độ dày chỉ 7 micromet, nằm giữa hai điện cực tiếp xúc với không khí.
Do sự tiếp xúc đó, màng dây nano có thể hấp thụ hơi nước tồn tại trong khí quyển, cho phép thiết bị tạo ra một dòng điện liên tục được tiến hành giữa hai điện cực.
Nhóm nghiên cứu cho biết điện tích có khả năng được tạo ra bởi một độ ẩm tạo ra sự khuếch tán các proton trong vật liệu dây nano.
"Sự khuếch tán điện tích này dự kiến sẽ tạo ra một điện trường đối trọng hoặc tiềm năng tương tự như tiềm năng màng nghỉ trong các hệ thống sinh học. Độ dốc độ ẩm được duy trì, khác về cơ bản so với bất kỳ thứ gì nhìn thấy trong các hệ thống trước đó, giải thích đầu ra điện áp liên tục từ thiết bị dây nano của chúng tôi", các tác giả giải thích trong nghiên cứu của họ.
Phát hiện này được thực hiện gần như một cách tình cờ, khi Yao nhận thấy các thiết bị mà ông đang thử nghiệm đang tự mình điều khiển điện.
"Tôi thấy rằng khi các dây nano được tiếp xúc với các điện cực theo cách cụ thể các thiết bị tạo ra dòng điện. Việc tiếp xúc với độ ẩm không khí là rất cần thiết và các dây nano protein đã hấp thụ nước, tạo ra một dải điện áp trên thiết bị", Yao nhấn mạnh.
Nghiên cứu trước đây đã chứng minh việc tạo ra năng lượng thủy điện bằng cách sử dụng các loại vật liệu nano khác chẳng hạn như graphene, nhưng những nỗ lực đó phần lớn chỉ tạo ra những vụ nổ điện ngắn, có lẽ chỉ kéo dài trong vài giây.
Ngược lại, Air-gen tạo ra điện áp duy trì khoảng 0,5 volt, với mật độ hiện tại khoảng 17 microamper trên mỗi cm vuông. Đó không phải là nhiều năng lượng, nhưng nhóm nghiên cứu nói rằng việc kết nối nhiều thiết bị có thể tạo ra đủ năng lượng để sạc các thiết bị nhỏ như điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử cá nhân khác. Điều đặc biệt là tất cả đều không có chất thải và không sử dụng gì ngoài độ ẩm xung quanh.
Một khi chúng ta đạt đến quy mô công nghiệp để sản xuất, các nhà khoa học mong đợi có thể tạo ra các hệ thống lớn sẽ đóng góp lớn cho sản xuất năng lượng bền vững.
Minh Long
Theo dantri.com.vn/Science Alert
Biến vỏ cua xanh châu Âu xâm lấn thành một loại nhựa thân thiện môi trường Một nhóm các nhà khoa học ở Canada đã phát triển một ý tưởng biến vỏ cua thành các cốc nhựa và dao, kéo. Dự án được phát triển bởi Audrey Moores, một nhà hóa học tại Đại học McGill, hợp tác với Công viên quốc gia Kejimkujik ở Nova Scotia, nơi đã phải vật lộn với số lượng cua xanh châu Âu...