Фізики придумали, як по-новому робити електрику з води та повітря 

• У повітрі міститься велика кількість електрики. Саме тому за сприятливих умов хмара може утворювати блискавку. 
• Дослідники з Австралії ще у березні-2023 виявили, що ґрунтові бактерії можна використовувати як маленькі батарейки. 
• Науковці з США створили штучну хмару, що працює як електрокомбайн. 

Обидва методи продукування електрики зав’язані на водню, відрізняється лише спосіб її видобутку. Приміром, американські вчені зосередилися на своєрідній фільтрації хмар, що дозволяє виробляти енергію практично з будь-яким матеріалом. Потрібно лише зробити в ньому наноотвори, які пропускатимуть молекули. 

Заборона розповідає про інноваційні способи видобування електроенергії. 

Air-gen: що за технологія 

Команда інженерів з Массачусетського університету в Амгерсті довела, що майже будь-який матеріал можна перетворити на пристрій для збору електроенергії з вологи у повітрі. Ідея полягає в тому, щоб наповнити матеріал нанопорами діаметром менш як 100 нанометрів, пише Science Daily.

«Повітря містить величезну кількість електрики. Подумайте про хмару, яка є не чим іншим, як масою крапель води. Кожна з цих крапель містить заряд, і за сприятливих умов хмара може створити блискавку, але ми не знаємо, як надійно вловити електрику від блискавки. Тому ми створили невелику штучну хмару, що виробляє для нас електроенергію передбачувано та постійно», — розповідає вчений Інженерного коледжу UMass Amherst Цзюнь Яо. 

Так званий ефект повітряного генератора (Air-gen) Яо з колегою-мікробіологом Дереком Ловлі відкрили у 2020 році. Тоді вони працювали над спеціальним матеріалом, виготовленим з білкових нанодротів, вирощених із бактерії Geobacter sulfurreducens (паличкоподібний анаероб). Виявилось, що його здатності є загальними: електрику з повітря може збирати будь-який матеріал, що має отвори розміром менш як 100 нанометрів (нм), тобто менш ніж одна тисячна людської волосини.

Механізм дії пов’язаний із параметром під назвою середня довжина вільного пробігу (mean free path). Він позначає відстань, яку проходить одна молекула перед зіткненням з іншою всередині певної речовини. У штучній хмарі mean free path молекул води становить близько 100 нм. Якщо зробити тонкий шар матеріалу з меншими нанопорами, то вийде своєрідний електрокомбайн. Через різницю у цих показниках верхня частина хмари міститиме більше молекул, ніж нижня, що створить дисбаланс зарядів. Фактично це своєрідна батарея, яка працюватиме доти, доки в повітрі є вологість.

Енергія з бактерій: винахід вчених з Монашу 

Витягувати електрику можна не тільки з водяної пари. В австралійському університеті Монаша у березні 2023 року досліджували ґрунтові бактерії Mycobacterium smegmatis і виявили, що їх життєдіяльність забезпечує унікальний фермент гідрогеназа (Huc). Це чи не єдиний каталізатор водню, який не пригнічується киснем, і може перетворювати його з атмосфери Землі в електричний струм. 

Водень — найпростіша молекула, що складається з двох позитивно заряджених протонів, які утримує разом два негативно заряджених електрони. Гідрогеназа розриває цей зв’язок: протони розходяться, а електрони звільняються. У бактеріях ці вільні електрони потім потрапляють у складний транспортний ланцюг і в кінцевому результаті використовуються для забезпечення клітини енергією. Цей ланцюг впорядковує негативно заряджені частинки — саме з них складається електрика. Тобто Huc фактично перетворює водень в електричний струм. 

По суті кожна бактерія є природною батарейкою, тож теоретично з них можна буде добувати електрику. У перспективі метод може стати альтернативою сонячній енергії, але тільки для роботи невеликих пристроїв.

Раніше Заборона розповідала про відкриття нових бактерій, що можуть лікувати рак. Якщо додаткові експерименти на людях пройдуть вдало, метод можуть офіційно впровадити для терапії.