اختراع جديد.. جهاز يولد الكهرباء من الهواء باستخدام ميكروب غريب

اكتشف فريق من العلماء كيفية توليد تيار كهربائي باستخدام الرطوبة في الهواء بواسطة ميكروب غريب.
يعمل المولد الذي يُشغل بالهواء عندما يتفاعل الماء في الهواء مع خيوط مجهرية موصلة ينتجها ميكروب ينتج شحنة كهربائية. ولا تزال التكنولوجيا في مهدها، لكن لديها القدرة على أن تكون مصدرا للطاقة المستدامة للإلكترونيات.
وأطلق الباحثون من جامعة ماساتشوستس أمهيرست على اكتشافهم اسم "آير-جين Air-gen" وذلك في مقال نشر بمجلة نيتشر يوم الاثنين.
وقال مهندس الكهرباء جون ياو في بيان صحفي "آير-جين يولد طاقة نظيفة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع". وأضاف "إنه التطبيق الأكثر إثارة في تقنية أسلاك البروتين النانوية حتى الآن".
يبلغ قطر الأسلاك المتناهية الصغر من خيوط صغيرة جدا من البروتينات، يبلغ قطرها حوالي جزء من المليار من المتر ويمكن أن تحمل شحنة كهربائية.
ويقوم ميكروب "جيوباكتر Geobacter" بإنتاجها، ووضع العلماء طبقة من الأسلاك النانوية عبر قطب من الذهب بمساحة حوالي 25 مم2، ثم وضعوا قطبا ذهبيا آخر فوق ذلك لإنشاء ما يشبه سندويش أسلاك متناهية الصغر.
وقال ديريك لوفلي، أحد العلماء المشاركين بالبحث وأول من قام بعزل ميكروب جيوباكتر "ما يحدث أن فيلم الأسلاك النانوية يمتص الرطوبة من الهواء ويقسمها، ومعه تتولد شحنة كهربائية". وأضاف "يبدو أن سطح الفيلم يطلق أيضا شحنة من جزيء الماء. لذلك، بهذه الطريقة، يمكن أن يكون لديك إنتاج طاقة مستمر".
ينتج الجهاز -وفقا للدراسة- جهدا ثابتا يبلغ حوالي 0.5 فولت لمدة عشرين ساعة تقريبا قبل "إعادة الشحن الذاتي" حتى أن العلماء استخدموا المربعات الصغيرة لإضاءة مصابيح "ليد LED" صغيرة.
ومع ذلك، كانت هناك مشكلة، فلم يتمكنوا من جعل الميكروب ينتج ما يكفي من أسلاك متناهية الصغر لزيادة تطوير التكنولوجيا. قال لوفلي "كانت لدينا كمية محدودة من الأسلاك".
وأدرك الفريق أنه بإمكانهم إجبار ميكروب مختلف على إنتاج أسلاك متناهية الصغر على نطاق صناعي، وهو ميكروب "إي كولاي E.coli".
ونهاية المطاف، قال لوفلي إنه يأمل أن تكون القدرة على توليد الكهرباء من الهواء باستخدام أسلاك البروتين متناهية الصغر، حيث يبحث العالم عن الإرادة والوسائل اللازمة لإيقاف الوقود الأحفوري قبل فوات الأوان.
وأوضح "لقد أوجدنا أزمة مناخ بأيدينا، ولكن الآن هناك هذا الاكتشاف الرائع. للتوصل إلى بديل جديد. نحن محظوظون للغاية لوجود شيء مثير للعمل عليه".
الآن، يعمل العلماء على رفع مستوى التكنولوجيا لتوفير المزيد من الطاقة. الفكرتان الحاليتان هما قطعة صغيرة من الأسلاك النانوية لتشغيل الأجهزة التي يمكن ارتداؤها مثل الساعة الذكية وحزمة رقيقة متصلة بالهاتف لإلغاء الحاجة إلى الشاحن.
الهدف النهائي هو صنع أنظمة واسعة النطاق. مثل، قد يتم دمج التكنولوجيا في طلاء الجدران الذي يمكن أن يساعد في تزويد منزلك بالطاقة. وقال ياو في بيان صحفي "بمجرد أن نصل إلى النطاق الصناعي لإنتاج الأسلاك، أتوقع تمامًا أنه يمكننا إنتاج أنظمة كبيرة تساهم بشكل كبير في الإنتاج المستدام للطاقة".
المصدر: موقع الجزيرة.