东北限电原因曝光，科学家居然利用空气实现了发电？

　　近日，＂东北限电＂的话题在网上引发关注。据媒体报道，从9月23日开始，东北多地出现了用电高峰时段拉闸限电的情况，沈阳市、长春市等地均执行了限电。
　　有网友表示，停电已持续了3天，并且时间越来越早，手机也没有信号。也有网友提到，因为停电导致城市主干道的红绿灯无法正常运行，部分商铺只能点蜡烛营业。
　　对于东北地区限电的原因，在国网吉林供电公司、国网通化供电公司的通知中有所提及：受电煤紧缺、火电机组停机容量大、新能源发电电力偏小和电力负荷增长等因素综合影响，东北电网电力供应持续紧张。
　　多名资深业内人士也分析，电力缺口的背后，既有供应不足也有需求增长等多方原因。需求方面，东北近日天气转凉，体感温度十度左右，但是集中供暖又还没开始，因此许多居民会选择开空调、电热毯等方式取暖，居民生活用电需求增加；原本＂金九银十＂的生产旺季，加上经济复苏，工商业用电需求增加。
　　目前，不少科学家们都在探索新的方式来解决用电紧张的问题，在兼顾便利和环保的因素下，科学家们提出了可以用＂空气发电＂！
　　阴天的时候太阳能电池要没电了！
　　用＂空气发电＂！
　　天气转凉要穿秋裤热能发电效率降低了！
　　用＂空气发电＂！
　　在寂静的大山里找不到振动能！
　　用＂空气发电＂！
　　2020年，由马萨诸塞大学安姆斯特分校的电气工程师Jun Yao和微生物学家Derek Lovley共同研发的「空气发电机」（ air-powered generator），研究成果发表在了《自然》杂志上。
　　根据《自然》杂志的报道，这种「空气发电机」主要由微生物地杆菌产生的导电蛋白纳米线形成了7微米的薄膜构成，薄膜的底部和顶部各有一个电极。当蛋白纳米线与电极相连后，就可以利用薄膜从空气中吸收水分，水分子被分解成氢离子和氧离子，导致电荷在薄膜顶部聚集，利用两个电极形成的电荷差让电子流动，从而产生电能。
　　Jun Yao 表示，「空气发电机」可以 7 天 24 小时不间断地发电，而且过程中不需要外部电源，这种能源是无污染、可再生和低成本的。此外研究还发现，「空气发电机」 在湿度为 45% 的空气中效果最好，但即便在极度干燥的地方，比如撒哈拉沙漠，一样能发电。Derek Lovley 表示，与太阳能和风能等可再生能源相比，「空气发电机」有着明显优势，它不需要风力和太阳，在室内也能运行。
　　据研究人员介绍，「空气发电机」之所以能做到长时间持续发电，关键在于纳米薄膜在吸收空气中的水分后，利用蛋白纳米线之间的空隙形成一个可以自我维持的水分梯度，因此可以实现 2 个月以上的持续发电。不过这种「空气发电机」产生的电量十分有限，单个设备只能产生约 0.5 V的持续电压，电流密度约为 17 μA/cm²，需要多个设备一起运行才能实现供电。研究人员表示，目前「空气发电机」已经能为小型电子设备供电。
　　为了提高「空气发电机」的效率，Derek Lovley的实验室最近还开发了一种新的微生物菌株，利用大肠杆菌批量生产纳米蛋白线，进一步降低成本。
　　研究人员下一步计划，是让「空气发电机」实现为健身追踪器、智能手表等可穿戴设备供电，让这些设备不再需要传统的电池。他们还希望将其应用在手机上，让手机用户摆脱充电宝。而这项研究的最终的目的，则是开发能为房屋供电的大型系统。
　　这种「空气发电机」体现了新能源研究的一个新的方向，通过电子工程和微生物学这样的跨学科合作，如果这项技术真的能够成熟商用，对于能源领域来说无疑是一大突破。
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