Tạo ra điện từ… không khí

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 Science Alert