美大学研发新型发电机 利用蛋白纳米薄膜将水转化为电

美国马萨诸塞大学阿默斯特分校研究人员17日在《自然》杂志发表研究报告称，他们开发出一种新型发电设备，能够通过一种蛋白纳米薄膜，利用空气中的水分产生电能。研究人员表示，这种“凭空发电”的技术可能对可再生能源、气候变化等产生重大影响。

蛋白纳米线薄膜的图形图像

研究人员将这种新设备称为“空气发电机”，其最主要的构件是由微生物地杆菌生产的导电蛋白纳米线构成的厚度只有7微米的纳米薄膜。当暴露于空气中时，薄膜会吸收其中的水分，形成一个可自我维持的水分梯度。以这一水分梯度为驱动力，设备会产生约0.5伏的持续电压，电流密度约为每平方厘米17微安。

研究人员指出，从环境中收集能量的自持系统为清洁能源带来了希望，但如太阳能电池这样的已知技术都有特定的环境要求，这些要求限制了它们的部署，也限制了它们的发电潜力。无处不在的空气则提供了另一种选择。他们开发的新技术无污染，可再生，成本也很低，与太阳能、风能等可再生能源相比，具有明显优势。新设备对位置或环境条件没有过多要求，不需要阳光或风，甚至可以在室内使用，即使在如撒哈拉沙漠这样湿度极低的地区，它也可以发电。

研究人员称，当前一代“空气发电机”能够为小型电子设备供电，他们希望能很快将其推向商用；下一步，他们计划对设备进行升级，让其可为智能手表等可穿戴电子设备供电；而他们的最终目标则是制造出能够为房屋供电的大型系统。

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新结构能利用湿度差异来发电，尽管电力不大，足以供给微型传感器等元件。纳米技术的进步，让利用自然环境中的微小能量变得简单，比如有些纳米结构可以利用微微流动的空气发电。这些创新投入实用后，在世界各个角落部署微型电器将十分方便。