Wissenschaftler des MIT haben es geschafft, mit bakteriellem Protein Strom aus der Luft zu gewinnen

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Massachusetts University of Technology hat eine Anlage zur Energieerzeugung aus Luft entwickelt. Es stimmt, es gibt eine Voraussetzung - das Vorhandensein von Feuchtigkeit in der Luft. Das Hauptarbeitselement ist ein ultradünner Film aus leitfähigen Protein-Nanodrähten .

Sie werden von den Bakterien Geobacter sulfurreducens produziert. Die Dicke der Gewinde beträgt nur 7 Mikrometer. Seine Struktur ist porös, da der Film aus vielen Nanodrähten besteht. Die Gefangenschaft befindet sich zwischen den Goldelektroden. Die Gesamtgröße des Geräts beträgt 1 * 2 cm.



Elektrizität kann aufgrund des sogenannten Feuchtigkeitsgradienten zwischen atmosphärischer Luft und Schichten von Proteinfilamenten erhalten werden. In diesem Fall kann der erzeugte Strom für praktische Zwecke verwendet werden. Der von 17 Geräten erzeugte Strom reicht aus, um einen kleinen Bildschirm zu betreiben.

Laut Forschern wird Elektrizität durch die Ionisierung von Carboxylgruppen auf der Oberfläche von Proteinfilamenten aufgrund der Anwesenheit von Wassermolekülen erzeugt. Dies führt zum Auftreten mobiler Protonen, die in einem solchen System als Ladungsträger wirken.



Der Feuchtigkeitsgradient führt zum Auftreten eines Konzentrationsgradienten von Ladungsträgern . Infolgedessen entsteht eine Protonendiffusion und es erscheint ein Potential, das dem Ruhepotential lebender Zellen ähnlich ist.

In Bezug auf die Spannungs- und Stromstärke gibt der Generator im Ruhezustand etwa 0,5 Volt. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, erreicht der Strom einen Wert von 250 Nanoampere. Wenn der Generator 20 Stunden in Betrieb ist, fällt die Spannung um ein Drittel ab. Nach dem Ausschalten des Geräts wird es in etwa fünf Stunden wiederhergestellt. Danach kann es Strom mit den gleichen Eigenschaften liefern.

Ein wichtiger Punkt - die Parameter des Generators hängen nicht von der Beleuchtung oder anderen Faktoren ab. Die Spannung im Netzwerk von 17 Geräten erreicht 10 Volt.



Die Hauptaufgabe ist jetzt die Herstellung von Protein-Nanodrähten. Wissenschaftler werden dieses Problem aufgrund von Bakterien E. coli lösen. Wenn alles klappt, können mit Hilfe eines neuen Generatortyps kleine Geräte wie Smartwatches und ein Telefon aufgeladen werden. Vielleicht kann der Proteinfilm zu einem Bestandteil der Farbe gemacht werden - und dann wird die mit dieser Farbe gestrichene Wand zu einem Stromerzeuger.

Um Energie zu erzeugen, benötigt das Gerät nur Luft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit - und nichts weiter. Wenn der Generator auf den Stand des Industriedesigns gebracht werden kann, erhält die „grüne Energie“ möglicherweise eine andere Entwicklungsrichtung.