Gli scienziati hanno costruito un dispositivo geniale che genera elettricità praticamente dal nulla
I ricercatori dell’Università del Massachusetts ad Amherst (USA) hanno sviluppato un dispositivo chiamato “Air-gen” in grado di generare elettricità praticamente senza nulla.
La tecnologia si basa sul fenomeno naturale di un batterio in grado di creare elettricità con nient’altro che la presenza di aria attorno ad esso.
“Stiamo letteralmente producendo elettricità dal nulla. Air-gen genera energia pulita 24 ore al giorno “, ha detto l’ingegnere elettrico Jun Yao.
Geobacter sulfurreducens
Il batterio, Geobacter sulfurreducens , è stato scoperto decenni fa sulle rive fangose del fiume Potomac negli Stati Uniti. Gli scienziati hanno presto notato che aveva la capacità di produrre magnetite in assenza di ossigeno.
Successivamente, hanno scoperto che il notevole organismo potrebbe anche produrre altre cose, come i nanofili che conducono l’elettricità.
Ed è grazie a questi nanofili proteici elettricamente conduttivi di G. sulfurreducens che i ricercatori sono stati in grado di creare il loro generatore ad aria.
Come funziona
Air-gen è costituito da un sottile film di nanofili che misurano solo 7 micrometri di spessore, posizionati tra due elettrodi ed esposti all’aria.
A causa dell’esposizione all’aria, il film è in grado di assorbire vapore acqueo dall’atmosfera, che a sua volta consente al il dispositivo di generare una corrente elettrica continua tra i due elettrodi.
La carica è probabilmente creata dall’umidità atmosferica. Secondo i ricercatori, il mantenimento del gradiente di umidità, che è fondamentalmente diverso da qualsiasi cosa vista nei sistemi precedenti, spiega la continua tensione in uscita del dispositivo nanofilo.
“Ho scoperto che l’esposizione all’umidità atmosferica era essenziale e che i nanofili proteici assorbivano acqua, producendo un gradiente di tensione nel dispositivo”, ha spiegato Yao.
Applicazioni
In studi precedenti, i ricercatori hanno generato energia idrovoltaica utilizzando altri tipi di nanomateriali come il grafene, ma questi tentativi hanno prodotto solo brevi scariche di elettricità, di circa pochi secondi.
Air-gen, d’altra parte, produce una tensione sostenuta di circa 0,5 volt, con una densità di corrente di circa 17 microamperes per centimetro quadrato.
Non è molto, ma diversi dispositivi collegati potrebbero generare energia sufficiente per caricare cose come telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici personali, che non richiedono altro che umidità ambientale – e persino in regioni asciutte come il deserto del Sahara.
“L’obiettivo è creare sistemi su larga scala. Quando raggiungiamo una scala industriale per la produzione di nanofili, spero di poter realizzare sistemi di grandi dimensioni che possano dare un grande contributo alla produzione di energia sostenibile “, ha detto Yao, aggiungendo che gli sforzi futuri potrebbero usare la tecnologia per alimentare le case tramite nanofili incorporati nella pittura di muri.
I prossimi passi
Per ora, uno dei limiti della tecnologia è la quantità di nanofili che G. sulfurreducens è in grado di produrre.
Gli scienziati stanno già cercando di risolvere questo problema. Il microbiologo Derek Lovely, che ha identificato per la prima volta i batteri negli anni ’80, sta conducendo ricerche in cui modifica geneticamente organismi come E. coli per svolgere lo stesso compito in modo massiccio.
“Abbiamo trasformato E. coli in una fabbrica di nanofili proteici. Con questo nuovo processo scalabile, la fornitura di nanofili non sarà più un collo di bottiglia per lo sviluppo di queste applicazioni ”, afferma Lovley.
Un articolo sullo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature . [ ScienceAlert ]
Fonte: hypescience.com