Экологически чистая энергия из воздуха

19.03.2023

Ученые обнаружили, что одним из "родственников" туберкулезной бактерии является фермент, превращающий водород в электрический ток.

Исследователи считают, что открытие может быть использовано для нового способа получения энергии из воздуха. Это бактерия Mycobacterium smegmatis, использующая фермент Huc для выработки в атмосфере энергии из водорода, позволяющая выжить в экстремальной среде, где имеется дефицит питательных веществ.

Ученые заявили, что обнаружили и изучили фермент, который может использоваться в качестве источника чистой энергии для пополнения питания портативных компьютеров.

"Мы считаем, что источник питания, содержащий фермент Huc, может снабжать энергией целый ряд небольших портативных устройств, включая биометрические датчики, устройства для мониторинга окружающей среды, цифровые часы, калькуляторы и даже простые компьютеры", - сообщил ведущий автор исследования Рис. Гринтер, микробиолог Университета Монаша в Австралии.

Это быстро растущее непаразитарное бактериальное вещество, которое часто используется для изучения клеточной структуры возбудителя туберкулеза - Mycobacterium smegmati. В течение многих лет было известно о том, что эта бактерия превращает водород в электричество. Ученые выяснили, что она способна выжить в суровых погодных условиях, таких как Антарктида, вулканы и глубинные океаны, где очень мало других источников энергии.

"Если обеспечить фермент Huc более концентрированным водородом, он будет давать больше электрического тока. Это означает, что фермент Huc можно использовать в топливных элементах для питания более сложных устройств, таких как умные часы или смартфоны, более сложные портативные компьютеры и, возможно, даже автомобили", - пояснил Гринтер.

Ученые обнаружили в центре фермента Huc заряженную структуру, содержащую ионы никеля и железа. Когда молекула водорода попадает в активную зону, протоны и электроны оказываются в цепи между никелевыми и железными атомами. Затем фермент отправляет электроны в "проводящие пути", являющиеся проводниками электрического тока.

Эксперименты подтвердили, что Huc способен сохраняться в течение длительного времени и может поглощать водород в ничтожной концентрации, которая составляет 0,00001% от вдыхаемого человеком объема воздуха. Ученые полагают, что эти свойства в сочетании со способностью бактерии вездесущности могут стать идеальными кандидатами на роль чистого источника энергии для органических батарей.

<< Назад: Защита Мальдив от наводнений 19.03.2023

>> Вперед: Био-цемент 18.03.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Тепло в электричество 27.08.2008 Ученые из США создали неплохой материал, с помощью которого можно превращать в электричество тепло двигателя внутреннего сгорания. КПД двигателя внутреннего сгорания не превышает 35%, значит, 65% энергии сгоревшего топлива превращается в тепло и подогревает окружающую среду. Однако его можно утилизировать, превратив в электричество и сохранив в аккумуляторе гибридного автомобиля. Для этого служит эффект Зеебека - генерация электричества в полупроводнике, края которого поддерживаются при разных температурах. Самый распространенный материал для таких генераторов - теллурид свинца с добавками натрия. При той температуре, до которой нагревается внешняя поверхность двигателя, он преобразует в электричество около 8% тепловой энергии. Ученые из Огайского университета во главе с Джозефом Херемансом долго работали над тем, чтобы повысить эту эффективность, для чего решили применить нанотехнологии: стали делать теллуридный генератор из нановолокон - благодаря этой уловке они надеялись понизить теплопроводность материала. Не получилось: нановолокна оказались слишком капризными. Тогда они пошли по другому пути - стали учиться более эффективно использовать тепло, которое оказывается внутри полупроводника. "Мне попалась на глаза статья, где шла речь о том, что атомы таллия способны при нагреве вступать в квантово-механический резонанс с атомами теллура, возбуждая их электроны. Это было то самое решение, которое мы искали в течение десяти лет. Добавив таллий в теллурид свинца, мы значительно подняли эффективность", - говорит Джозеф Хереманс. При начальной температуре работы двигателя около 200°С она составляет те же 8%, зато при нормальной температуре, 500°С, повышается до 15%.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025