В 2020 году Цзюнь Яо, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в Массачусетском университете в Амхерсте, и его коллеги вырастили нанопроволоки из бактерий, известных как Geobacter sulphurreducens.
Ученые смогли получить энергию из воздуха: вот как это работает
Новое исследование показывает, что сгенерировать энергию можно с помощью простой перфорированной нанопленки, изготовленной из почти любого материала.
Дерек Лавли / студия Эллы Мару
Ученые показали, как при помощи этих проводов можно извлекать электричество из воздуха, даже при небольшой влажности. Система основывалась на химии нанопроводов и порах в пленке, которая их окружала.
Это исследование легко в основу новой работы, в ходе которой ученые обнаружили, что материал, из которого состоит нанопроволка, на самом деле не имеет значения. По их словам, настоящая хитрость заключается в размере пор.
Как извлечь энергию из воздуха
Ученые поняли, что способность генерировать электричество из воздуха универсальна: буквально любой материал может получать электричество из воздуха, если он обладает определенным свойством.
Это свойство — высокий средний свободный пробег частиц — расстоянием, которое может пройти одна молекула любого вещества, прежде чем столкнуться с другой молекулой. Для воды это расстояние составляет 100 нанометров (нм), или менее одной тысячной ширины человеческого волоса.
Чтобы добыть энергию, ученые использовали два слоя нанопленки. В верхней части структуры были отверстия размером менее 100 нм. Они работали как своего рода сито, которое удерживает молекулы воды на поверхности, не давая им протиснуться через поры.
Когда эти молекулы собираются на верхней пленке, они генерируют естественный электрический заряд, который больше, чем заряд на нижнем слое пленки. Дисбаланс между двумя слоями эффективно создает электрический ток, подобный тому, как молния образуется в облаках.