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【Oilprice網2月21日報道】
幾十年來，科學家們一直在尋找具有更高的能量密度、可延長電池壽命的先進電池材料，從而發明了許多新技術，比如模仿人類脊椎的可彎曲電池，以及可呼吸的納米鏈結構。
然而，也許他們一直找錯了地方，大自然的生物王國或許可提供了一個解決方案。
利用稀薄的空氣發電聽起來像是科幻小說裡的情節。然而，馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的科學家們開發出了一項基於納米線發芽細菌的新技術。
馬薩諸塞州立大學電氣工程師姚俊和微生物學家德里克·洛弗利介紹了一種名為Air-gen的空氣動力發電機，Air-gen使用了一種屬於土桿菌屬的獨特微生物製造。這種微生物最初是在波多馬克河的泥濘沉積物中發現的，會產生導電蛋白質納米線。
Air -gen能夠直接從大氣中的水蒸氣，包括非常乾燥的空氣，如內華達州或撒哈拉沙漠，產生電流。
革新者們將Air-gen稱之為“迄今為止蛋白質納米線最令人驚奇和興奮的應用”。
Air-Gen是如何運作的
Air-gen可處理厚度僅為7微米的蛋白質納米線薄膜。該設備將電極連接到超薄薄膜，薄膜的底部位於一個電極上，而較小的電極位於頂部，僅覆蓋納米線薄膜的一部分。
Air-gen利用蛋白質納米線的表面化學性質、導電性以及薄膜內納米線之間的細孔，在兩個電極之間產生電流。
研究人員表示，科學家們研究出了一種低成本、無汙染、可再生、可全天候發電的電池，這種電池既不需要陽光和風，還可以在室內使用。
該設備在45%的溼度下運行最佳，但在撒哈拉沙漠這樣的乾旱地區或新奧爾良這樣的潮溼地區也能運行良好。
可以肯定的是，Air-gen不會在短時間內扼殺可再生能源行業，因為每個設備產生的持續電壓約為0.5伏特，電流密度約為每平方釐米17微安。
但研究人員表示，它產生能量並不多，但通過將多個設備連接在一起，可以放大能量。
例如，將17個空氣發電設備連接在一起可以產生約10伏的電壓，這足以為手機和其他個人電子產品（如FitBit或類似的可穿戴設備）供電。
與之前的研究相比，這也是一個巨大的進步：之前使用石墨烯或聚合物等納米材料進行研究水力發電只產生了僅可持續幾秒鐘的短脈衝電流。
大規模系統
該團隊表示，他們的最終目標是創建大規模的系統。為此，他們建議將這項技術應用到牆面塗料中，為家庭提供電力，或者開發獨立的空氣發電機，在沒有電網的情況下提供電力。
一個小障礙：科學家們說，很難通過培養土桿菌來得到納米線，他們將使用大腸桿菌來替代土桿菌。大腸桿菌是在人和動物的腸道中發現的一種常見細菌，把它作為替代品是因為它更容易培養而具有類似的發電能力。
“我們把大腸桿菌變成了一個蛋白質納米線工廠，”洛夫利滔滔不絕地說。“有了這種新工藝，蛋白質納米線的供應將不再是開發應用Air-gen的阻礙。”
在你想到細菌會把便便塗在你的牆壁上而畏縮不前之前，請記住，大部分細菌都是由細菌產生的。大腸桿菌是無害的，是健康腸道的一部分。希望洛夫利和他的團隊能小心地擋住壞人惡意抹黑。
Air-gen公司利用稀薄空氣發電的方法讓包括它的創造者在內的所有人都感到困惑。
馬克斯·普朗克海洋微生物研究所的德克·比爾表達了他的保留意見，他告訴《科學》雜誌，這篇論文讓他“有點擔心”，因為他不確定為空氣發電提供動力的電子來自何方。“我認為……需要有更深刻的理解，”他假設道。
我們可以肯定的是，空氣發電並沒有違反能量守恆定律，“自由電力”一定來自某處。但是，嘿，我們確實使用了許多技術，卻不知道它們是如何工作的。
塞繆爾·阿爾伯斯曼在他的《過於複雜：技術在理解的極限》一書中認為，現代機器生態正在進化成更像自然生物系統的東西，而不是人類去設計清晰的、基於規則的系統。
這似乎把Air-gen描述成了一個發球區。
即使大腸桿菌會讓你畏縮，但這也還不是最瘋狂的潛在電池解決方案。事實上，幾乎每週都會出現這一領域的潛在新“突破”，所以應該儘早做出改變。
希望有一天鋰硫電池能勝過鋰離子電池，國際商業機器（IBM）正在從海水採購新電池,而沙子也被寄予希望能給電池更長的壽命,甚至科學界試圖找出一種人類能夠用自己的身體能量設備發電的方法，用人類電池取代鋰離子電池。
這一切的新突破都在很大程度上回歸自然，因此空氣必定會位列其中。
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