ผลิตไฟฟ้าจากความชื้นในอากาศ
งานวิจัยล่าสุดที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ (UMass Amherst) นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า Air-gen สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาทั้งวันทั้งคืนโดยไม่ต้องใช้พลังงานใดๆเลย แค่มีความชื้นในอากาศเท่านั้น
เมื่อ 30 กว่าปีก่อน Derek Lovley นักจุลชีววิทยาที่ UMass Amherst ได้ค้นพบแบคทีเรียที่แปลกประหลาดชนิดหนึ่งซึ่งต่อมาเรียกว่า Geobacter ในโคลนที่แม่น้ำ Potomac River ในสหรัฐอเมริกา Geobacter เป็นแบคทีเรียที่หายใจโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน Lovley พบว่า Geobacter เป็นแบคทีเรียที่หายใจโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนและมันสามารถสร้างเส้นขนเล็กจิ๋วเหมือนเส้นลวดนาโนที่มีคุณสมบัติพิเศษสามารถนำไฟฟ้าได้ และสิ่งนี้ได้กลายเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบใหม่
Lovley กับ Jun Yao วิศวกรไฟฟ้าที่สถาบันเดียวกันได้ร่วมกันพัฒนาสร้าง Air-gen ขึ้นมา อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยแผ่นฟิล์มเส้นลวดนาโนที่เป็นโปรตีนซึ่งได้จากแบคทีเรีย Geobacter ด้านล่างของแผ่นฟิล์มที่บางเฉียบหนาเพียง 7 ไมครอนนี้วางอยู่บนขั้วไฟฟ้า ส่วนด้านบนต่อกับขั้วไฟฟ้าที่เล็กกว่าครอบคลุมแผ่นฟิล์มเพียงบางส่วน แผ่นฟิล์มสามารถดูดซับเอาไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศเข้าไปซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลอย่างต่อเนื่องระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสอง
Air-gen สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าขนาดประมาณ 0.5 โวลต์ได้อย่างต่อเนื่องและมั่นคง โดยมีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าประมาณ 17 ไมโครแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ไฟฟ้าที่มันผลิตได้เพียงพอสำหรับใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น สายรัดข้อมืออัจฉริยะหรือพวกสมาร์ทวอทช์
และหากนำ Air-gen จำนวน 17 ตัวมาเชื่อมต่อกันมันสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอสำหรับใช้กับสมาร์ทโฟนได้เลย และนั่นเป็นหนึ่งในเป้าหมายของการพัฒนาในขั้นถัดไป ซึ่งหากสำเร็จก็สามารถบอกลาแบตเตอรี่ได้เลย เพราะ Air-gen ใช้งานได้ตลอดเวลาไม่ต้องชาร์จไฟใหม่เหมือนแบตเตอรี่
นอกจากนี้ Air-gen ยังทำงานได้ดีในทุกสภาพอากาศ ไม่ว่าจะเป็นสถานที่ที่มีความชื้นสูงอย่างในเมืองนิวออร์ลีนส์ หรือแม้กระทั่งในที่ที่แห้งแล้งมากๆอย่างในทะเลทรายซาฮารา แต่มันจะทำงานได้ดีที่สุดในอากาศที่มีความชื้นประมาณ 45%
เป้าหมายสูงสุดของทีมวิจัยคือการสร้างระบบผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ อย่างเช่นอาจใช้เทคโนโลยีนี้รวมเข้าไปในสีทาผนังบ้านแล้วทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าเพียงพอใช้ในบ้านทั้งหลังได้ หรืออาจสร้างเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองโดยไม่ต้องพึ่งพาระบบของทางการ
แต่การจะขยายขนาดสร้างระบบขนาดใหญ่ได้นั้นจำเป็นต้องเพิ่มการผลิตเส้นลวดนาโนจากแบคทีเรีย Geobacter ให้เพียงพอก่อน โดย Lovley กำลังพัฒนาใช้แบคทีเรียอีโคไล (E. coli) เป็นโรงงานผลิตเส้นลวดนาโนโปรตีน ขณะที่ Yao ก็กำลังพัฒนาการประยุกต์ใช้เส้นลวดนาโนโปรตีนในหลากหลายรูปแบบ “นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้โปรตีนเป็นส่วนประกอบสำคัญ” Yao กล่าว
ข้อมูลและภาพจาก umass.edu, sciencemag.org
CR.https://www.takieng.com/stories/18043
แบคทีเรียในลำไส้มนุษย์ผลิตไฟฟ้าได้
(BSIP VIA GETTY IMAGES เชื้อลิสทีเรียสามารถนำอิเล็กตรอนผ่านผนังเซลล์ออกสู่ภายนอก จนเกิดเป็นกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อน)
(ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด)
แบคทีเรียที่สร้างกระแสไฟฟ้ามักมีอยู่ตามสถานที่ซึ่งมนุษย์เข้าถึงได้ยาก เช่นในเหมืองลึกใต้ดินหรือก้นทะเลสาบ ทำให้ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์มองข้ามแหล่งกำเนิดพลังงานที่อยู่ใกล้ตัว ซึ่งได้แก่เชื้อแบคทีเรียแกรมบวกหลายร้อยชนิด ทั้งเชื้อโพรไบโอติกส์ในลำไส้ของคนเรา และเชื้อที่ก่อโรคอย่างลิสทีเรีย
ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ของสหรัฐฯ ค้นพบว่าเชื้อแบคทีเรียแกรมบวกหลายร้อยชนิดในลำไส้ของมนุษย์ รวมทั้งเชื้อ Listeria monocytogenes ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคอุจจาระร่วงหรืออาการท้องเสียที่พบได้ทั่วไป สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อนได้ โดยพวกมันใช้วิธีที่แตกต่างไปจากแบคทีเรียผลิตไฟฟ้าชนิดที่มีการค้นพบมาก่อนหน้านี้
รายงานการค้นพบดังกล่าว ซึ่งจะตีพิมพ์ในวารสาร Nature ระบุว่า เรื่องนี้นับเป็นข่าวดีสำหรับผู้ที่กำลังมุ่งคิดค้น "แบตเตอรีมีชีวิต" ซึ่งใช้จุลินทรีย์เป็นตัวกำเนิดพลังงานไฟฟ้า รวมทั้งเป็นข่าวดีต่อการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าจากแบคทีเรียในโรงงานกำจัดของเสียด้วย
ดร. แซมมวล ไลต์ ผู้นำทีมวิจัยอธิบายว่า การที่แบคทีเรียผลิตไฟฟ้าออกมานั้น นับเป็นกระบวนการเดียวกันกับที่คนเราหายใจเอาออกซิเจนเข้าไป เพื่อขจัดอนุภาคอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจากการเผาผลาญและผลิตพลังงานในร่างกาย โดยสัตว์และพืชจะส่งต่ออิเล็กตรอนเหล่านี้ให้กับโมเลกุลออกซิเจนในไมโทคอนเดรียของทุกเซลล์
แต่ในกรณีของแบคทีเรียซึ่งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน พวกมันจะ "หายใจ" โดยนำโมเลกุลของแร่ธาตุรอบตัวเช่นเหล็กหรือแมงกานีสเข้าไปแทน เพื่อส่งต่ออนุภาคอิเล็กตรอนให้และนำออกนอกเซลล์ในรูปแบบที่ส่งต่อกันเป็นทอด ๆ คล้ายลูกโซ่ จนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น
อย่างไรก็ตาม เชื้อลิสทีเรียและแบคทีเรียแกรมบวกที่อยู่ในลำไส้ของมนุษย์ซึ่งมีออกซิเจนต่ำ มีวิธีหายใจที่ง่ายและมีประสิทธิภาพยิ่งกว่านั้น โดยจะส่งต่ออิเล็กตรอนให้กับสารฟลาวิน (Flavin) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของวิตามินบี 2 ที่มีอยู่มากในลำไส้ โดยการส่งอิเล็กตรอนผ่านผนังเซลล์ที่มีอยู่ชั้นเดียวทำได้ง่าย ทั้งเกิดประสิทธิผลคุ้มค่าต่อต้นทุนทางชีวภาพที่ต้องสูญเสียไป
"เชื้อแบคทีเรียกลุ่มนี้เลือกหายใจด้วยวิธีดังกล่าวเป็นบางครั้ง ไม่ใช่เพื่อความอยู่รอด แต่เพราะมันเป็นวิธีการที่ง่ายกว่า โดยกระบวนการนี้มีผลพลอยได้เป็นกระแสไฟฟ้าสูงสุดถึง 500 ไมโครแอมป์ จากการส่งต่ออิเล็กตรอนกว่า 1 แสนตัวต่อวินาทีในแต่ละเซลล์" ดร. ไลต์ กล่าว
(UC BERKELEY จุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ซึ่งใช้ทำโยเกิร์ต ชีส และผักดอง สามารถผลิตไฟฟ้าได้ด้วย)
กระบวนการผลิตไฟฟ้าแบบนี้ยังพบได้ในจุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ซึ่งใช้ทำโยเกิร์ต ชีส และผักดอง ซึ่งทีมผู้วิจัยเชื่อว่าการส่งต่ออิเล็กตรอนออกนอกเซลล์ของเชื้อแบคทีเรียกลุ่มนี้ มีผลต่อรสชาติของอาหารหมักดองที่กล่าวมาด้วย
Cr.
https://www.bbc.com/thai/international-45623098 / By BBC NEWS ไทย
พลังงานไฟฟ้าจากมะนาว
ไฟฟ้าเป็นพลังงานที่มีความสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษย์เป็นอย่างมากในปัจจุบัน ซึ่งการผลิตไฟฟ้าสามารถทำได้ในหลายรูปแบบ ทั้งจาก การผลิตไฟฟ้าจากการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อน กังหันลม เป็นต้น หรือการผลิตไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมี ที่สามารถทดลองได้ด้วยอุปกรณ์ที่หาได้ง่ายได้แก่ มะนาว / ลวดทองแดง / สกรู หรือแผ่นสังกะสี / สายไฟ / หลอด LED
แบตเตอรี่ทำจากโลหะสองประเภทที่แตกต่างกันในสารละลายที่เป็นกรด ในการทดลองนี้ทองแดงและสกรู (เป็นโลหะชุบสังกะสี) เป็นโลหะสองชนิดและน้ำมะนาวเป็นสารละลายที่เป็นกรด กระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเมื่อโลหะสองชนิดมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าลดลง
เนื่องจากสังกะสีสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าทองแดง ดังนั้น สังกะสีเป็นขั้วลบ (ขั้วลบ) และทองแดงเป็นขั้วบวก (ขั้วบวก)
เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับหลอดไฟ LED วงจรจะปิดลง (วงจรปิด หมายถึงสวิตซ์ถูกเปิด) อิเล็กตรอนไหลจากขั้วไฟฟ้าสังกะสีผ่านหลอด LED ไปยังขั้วไฟฟ้าทองแดงและหลอดไฟสว่างขึ้น
การกระไฟฟ้าจากการปฏิกิริยาทางเคมีนี้ เรียกกว่า electochhemical energy โดยใช้ความเป็นกรดอ่อนๆในตัวของพืชชนิดต่างๆมาทำปฏิกิริยากับทองแดง และสังกะสี แต่แบตเตอรี่มะนาวนี้มีกระแสไฟฟ้าไม่มากพอที่จะสามารถชาร์จโทรศัพท์ แต่การทดลองที่น่าทึ่งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นว่าจะสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าตรง (DC voltage) ได้อย่างไร
ที่มา:
http://lemonelectricity.blogspot.com/2015_02_01_archive.html
http://invention-development.blogspot.com/2011/08/blog-post.html
Cr.
http://kidzsci.blogspot.com/2016/08/blog-post_43.html / เขียนโดย Unknown
Cr.
http://sanookwit.com/?p=345 / by Admin
แค่เดินผ่านก็ผลิตไฟฟ้าได้
บริษัท Pavegen ได้เปลี่ยน ถนน Bird Steet ถนนเล็กๆ ที่เชื่อมต่อระหว่าง Oxfort Street กับ Barrett Street ที่ London ให้กลายเป็น World’s First Energy-Harvesting Smart Street หรือถนนแห่งแรกของโลกที่มีการผลิตพลังงานไฟฟ้าและเก็บข้อมูลจากการเดินของผู้ที่สัญจร โดยติดตั้งแผ่นพื้นเป็นทางเดินขนาด 20 ตารางเมตร เพื่อเปลี่ยนก้าวเดินของผู้ที่เดินผ่านไป-มา ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถเปิดเสียงนกร้องในตอนกลางวัน และ เปิดไฟถนนให้สว่างในตอนกลางคืน เป็นการช่วยให้ประหยัดพลังงานที่ต้องใช้ลง
นอกจากนี้ยังได้มีการนำแผ่นพื้นนี้ไปติดยังบริเวณที่มีผู้คนเยอะ อย่างเช่น บริเวณทางเข้า-ออกของรถไฟใต้ดิน และเมื่อคนเดินผ่าน ทางเดินนี้ก็จะช่วยผลิตไฟฟ้าให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย อาทิเช่น ให้พลังงานแก่หลอดไฟหรือป้ายไฟบอกทาง ชาร์ตโทรศัพท์มือถือ และ เปิดเสียงดนตรีเพื่อสร้างบรรยากาศ
ตามข้อมูล พื้นชนิดนี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 5 วัตต์ต่อ 1 จุดเมื่อมีการเหยียบ โดยเทียบกับการที่หลอดไฟ 1 ดวงจะต้องการไฟฟ้า 60 วัตต์ต่อชั่วโมง ซึ่งสำหรับถนนที่มีคนเดินสัญจรไป-มาอยู่แล้ว ก็นับว่าเพียงพอในการผลิตไฟฟ้าด้วยตัวเอง
โดยแผ่นพื้นรูปแบบสามเหลี่ยม 1 แผ่น จะสามารถผลิตไฟฟ้าและเก็บข้อมูลได้ถึง 3 จุดต่อการเหยียบ 1 ครั้ง ซึ่งเป็นรุ่นที่พัฒนาจากแผ่นพื้นรูปสี่เหลี่ยมแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าและเก็บข้อมูลได้ 1 จุดต่อ 1 แผ่น
ที่มาและภาพประกอบ
http://www.pavegen.com,
https://www.circa.com
http://inhabitat.com,
http://www.alphr.com
https://www.circa.com
Cr.
https://www.baania.com/th/article/ทางเดินอัจฉริยะ-แค่เดินผ่านก็ผลิตไฟฟ้าได้-article_2733
Plant-e พลังงานไฟฟ้าสีเขียว
บริษัท Plant-e จากเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาโครงการจากแนวคิดที่ว่า เมื่อพืชเปลี่ยนแสงให้กลายเป็นน้ำตาลซึ่งต่อมาจะกลายเป็นพลังงานหล่อเลี้ยงให้พืชมีชีวิตต่อไปนั้น น้ำตาลที่ได้จากการสังเคราะห์แสงมักจะเกินความจำเป็นอยู่เสมอ และน้ำตาลเหล่านี้จะซึมลงสู่ราก ก่อนที่จะแพร่สู่ดินในรูปของอิเล็กตรอนและโปรตอน ด้วยเหตุนี้ ทางบริษัทจึงได้คิดค้นระบบที่ฝังขั้วไฟฟ้าลงไปในดินใกล้ๆ กับต้นไม้เพื่อดึงพลังงานส่วนนี้มาแปรเป็นพลังงานไฟฟ้า
โดยปัจจุบันนี้ ไฟฟ้าที่ได้สามารถนำมาชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือและป้อนเข้า wifi hotspot แถมยังเป็นแหล่งพลังงานให้กับเสาไฟฟ้าในบริเวณโรงงาน 2 แห่งของบริษัทด้วย ซึ่งแม้แนวคิดเรื่องการสร้างพลังงานของพืชจะไม่ใช่เรื่องใหม่แล้ว แต่ Plant-e อาจจะเป็นบริษัทแรกที่สามารถดึงพลังงานออกมาใช้ได้จริงโดยที่พืชซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานนั้นไม่เสียหายหรือบุบสลายแต่อย่างใด
โดยบริษัทหวังว่าหากโครงการนี้ได้รับการพัฒนาเต็มที่ (ซึ่งหมายถึงคิดค้นวิธีที่จะลดต้นทุนลงได้) เทคโนโลยีนี้จะช่วยผลิตพลังงานไฟฟ้าให้กับพื้นที่ห่างไกลทั่วโลกได้ เพราะด้วยเทคโนโลยีนี้ สวนเพียงแค่ 1 ตารางเมตรก็สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 28 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ในระยะแรกเริ่ม Plant-e จึงเหมาะสำหรับพื้นที่ที่ไม่ได้ต้องการไฟฟ้าในปริมาณสูงนัก แต่ก็ไม่แน่นะ พัฒนาต่อไปอาจจะเลี้ยงเมืองทั้งเมืองได้เลยก็ได้
อ้างอิง: Plant-e
Cr.
https://www.creativemove.com/creative/plant-e/ By Chidsu (Chidsupang Chaiwiroj)
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
สิ่งเหล่านี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้
งานวิจัยล่าสุดที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ (UMass Amherst) นักวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า Air-gen สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาทั้งวันทั้งคืนโดยไม่ต้องใช้พลังงานใดๆเลย แค่มีความชื้นในอากาศเท่านั้น
เมื่อ 30 กว่าปีก่อน Derek Lovley นักจุลชีววิทยาที่ UMass Amherst ได้ค้นพบแบคทีเรียที่แปลกประหลาดชนิดหนึ่งซึ่งต่อมาเรียกว่า Geobacter ในโคลนที่แม่น้ำ Potomac River ในสหรัฐอเมริกา Geobacter เป็นแบคทีเรียที่หายใจโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน Lovley พบว่า Geobacter เป็นแบคทีเรียที่หายใจโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนและมันสามารถสร้างเส้นขนเล็กจิ๋วเหมือนเส้นลวดนาโนที่มีคุณสมบัติพิเศษสามารถนำไฟฟ้าได้ และสิ่งนี้ได้กลายเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบใหม่
Lovley กับ Jun Yao วิศวกรไฟฟ้าที่สถาบันเดียวกันได้ร่วมกันพัฒนาสร้าง Air-gen ขึ้นมา อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยแผ่นฟิล์มเส้นลวดนาโนที่เป็นโปรตีนซึ่งได้จากแบคทีเรีย Geobacter ด้านล่างของแผ่นฟิล์มที่บางเฉียบหนาเพียง 7 ไมครอนนี้วางอยู่บนขั้วไฟฟ้า ส่วนด้านบนต่อกับขั้วไฟฟ้าที่เล็กกว่าครอบคลุมแผ่นฟิล์มเพียงบางส่วน แผ่นฟิล์มสามารถดูดซับเอาไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศเข้าไปซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลอย่างต่อเนื่องระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสอง
Air-gen สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าขนาดประมาณ 0.5 โวลต์ได้อย่างต่อเนื่องและมั่นคง โดยมีความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าประมาณ 17 ไมโครแอมแปร์ต่อตารางเซนติเมตร ไฟฟ้าที่มันผลิตได้เพียงพอสำหรับใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น สายรัดข้อมืออัจฉริยะหรือพวกสมาร์ทวอทช์
และหากนำ Air-gen จำนวน 17 ตัวมาเชื่อมต่อกันมันสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอสำหรับใช้กับสมาร์ทโฟนได้เลย และนั่นเป็นหนึ่งในเป้าหมายของการพัฒนาในขั้นถัดไป ซึ่งหากสำเร็จก็สามารถบอกลาแบตเตอรี่ได้เลย เพราะ Air-gen ใช้งานได้ตลอดเวลาไม่ต้องชาร์จไฟใหม่เหมือนแบตเตอรี่
นอกจากนี้ Air-gen ยังทำงานได้ดีในทุกสภาพอากาศ ไม่ว่าจะเป็นสถานที่ที่มีความชื้นสูงอย่างในเมืองนิวออร์ลีนส์ หรือแม้กระทั่งในที่ที่แห้งแล้งมากๆอย่างในทะเลทรายซาฮารา แต่มันจะทำงานได้ดีที่สุดในอากาศที่มีความชื้นประมาณ 45%
เป้าหมายสูงสุดของทีมวิจัยคือการสร้างระบบผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ อย่างเช่นอาจใช้เทคโนโลยีนี้รวมเข้าไปในสีทาผนังบ้านแล้วทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าเพียงพอใช้ในบ้านทั้งหลังได้ หรืออาจสร้างเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่สามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองโดยไม่ต้องพึ่งพาระบบของทางการ
แต่การจะขยายขนาดสร้างระบบขนาดใหญ่ได้นั้นจำเป็นต้องเพิ่มการผลิตเส้นลวดนาโนจากแบคทีเรีย Geobacter ให้เพียงพอก่อน โดย Lovley กำลังพัฒนาใช้แบคทีเรียอีโคไล (E. coli) เป็นโรงงานผลิตเส้นลวดนาโนโปรตีน ขณะที่ Yao ก็กำลังพัฒนาการประยุกต์ใช้เส้นลวดนาโนโปรตีนในหลากหลายรูปแบบ “นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้โปรตีนเป็นส่วนประกอบสำคัญ” Yao กล่าว
ข้อมูลและภาพจาก umass.edu, sciencemag.org
CR.https://www.takieng.com/stories/18043
แบคทีเรียในลำไส้มนุษย์ผลิตไฟฟ้าได้
(BSIP VIA GETTY IMAGES เชื้อลิสทีเรียสามารถนำอิเล็กตรอนผ่านผนังเซลล์ออกสู่ภายนอก จนเกิดเป็นกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อน)
(ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด)
แบคทีเรียที่สร้างกระแสไฟฟ้ามักมีอยู่ตามสถานที่ซึ่งมนุษย์เข้าถึงได้ยาก เช่นในเหมืองลึกใต้ดินหรือก้นทะเลสาบ ทำให้ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์มองข้ามแหล่งกำเนิดพลังงานที่อยู่ใกล้ตัว ซึ่งได้แก่เชื้อแบคทีเรียแกรมบวกหลายร้อยชนิด ทั้งเชื้อโพรไบโอติกส์ในลำไส้ของคนเรา และเชื้อที่ก่อโรคอย่างลิสทีเรีย
ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ของสหรัฐฯ ค้นพบว่าเชื้อแบคทีเรียแกรมบวกหลายร้อยชนิดในลำไส้ของมนุษย์ รวมทั้งเชื้อ Listeria monocytogenes ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคอุจจาระร่วงหรืออาการท้องเสียที่พบได้ทั่วไป สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างอ่อนได้ โดยพวกมันใช้วิธีที่แตกต่างไปจากแบคทีเรียผลิตไฟฟ้าชนิดที่มีการค้นพบมาก่อนหน้านี้
รายงานการค้นพบดังกล่าว ซึ่งจะตีพิมพ์ในวารสาร Nature ระบุว่า เรื่องนี้นับเป็นข่าวดีสำหรับผู้ที่กำลังมุ่งคิดค้น "แบตเตอรีมีชีวิต" ซึ่งใช้จุลินทรีย์เป็นตัวกำเนิดพลังงานไฟฟ้า รวมทั้งเป็นข่าวดีต่อการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าจากแบคทีเรียในโรงงานกำจัดของเสียด้วย
ดร. แซมมวล ไลต์ ผู้นำทีมวิจัยอธิบายว่า การที่แบคทีเรียผลิตไฟฟ้าออกมานั้น นับเป็นกระบวนการเดียวกันกับที่คนเราหายใจเอาออกซิเจนเข้าไป เพื่อขจัดอนุภาคอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจากการเผาผลาญและผลิตพลังงานในร่างกาย โดยสัตว์และพืชจะส่งต่ออิเล็กตรอนเหล่านี้ให้กับโมเลกุลออกซิเจนในไมโทคอนเดรียของทุกเซลล์
แต่ในกรณีของแบคทีเรียซึ่งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน พวกมันจะ "หายใจ" โดยนำโมเลกุลของแร่ธาตุรอบตัวเช่นเหล็กหรือแมงกานีสเข้าไปแทน เพื่อส่งต่ออนุภาคอิเล็กตรอนให้และนำออกนอกเซลล์ในรูปแบบที่ส่งต่อกันเป็นทอด ๆ คล้ายลูกโซ่ จนทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น
อย่างไรก็ตาม เชื้อลิสทีเรียและแบคทีเรียแกรมบวกที่อยู่ในลำไส้ของมนุษย์ซึ่งมีออกซิเจนต่ำ มีวิธีหายใจที่ง่ายและมีประสิทธิภาพยิ่งกว่านั้น โดยจะส่งต่ออิเล็กตรอนให้กับสารฟลาวิน (Flavin) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของวิตามินบี 2 ที่มีอยู่มากในลำไส้ โดยการส่งอิเล็กตรอนผ่านผนังเซลล์ที่มีอยู่ชั้นเดียวทำได้ง่าย ทั้งเกิดประสิทธิผลคุ้มค่าต่อต้นทุนทางชีวภาพที่ต้องสูญเสียไป
"เชื้อแบคทีเรียกลุ่มนี้เลือกหายใจด้วยวิธีดังกล่าวเป็นบางครั้ง ไม่ใช่เพื่อความอยู่รอด แต่เพราะมันเป็นวิธีการที่ง่ายกว่า โดยกระบวนการนี้มีผลพลอยได้เป็นกระแสไฟฟ้าสูงสุดถึง 500 ไมโครแอมป์ จากการส่งต่ออิเล็กตรอนกว่า 1 แสนตัวต่อวินาทีในแต่ละเซลล์" ดร. ไลต์ กล่าว
(UC BERKELEY จุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ซึ่งใช้ทำโยเกิร์ต ชีส และผักดอง สามารถผลิตไฟฟ้าได้ด้วย)
กระบวนการผลิตไฟฟ้าแบบนี้ยังพบได้ในจุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ซึ่งใช้ทำโยเกิร์ต ชีส และผักดอง ซึ่งทีมผู้วิจัยเชื่อว่าการส่งต่ออิเล็กตรอนออกนอกเซลล์ของเชื้อแบคทีเรียกลุ่มนี้ มีผลต่อรสชาติของอาหารหมักดองที่กล่าวมาด้วย
Cr.https://www.bbc.com/thai/international-45623098 / By BBC NEWS ไทย
พลังงานไฟฟ้าจากมะนาว
ไฟฟ้าเป็นพลังงานที่มีความสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษย์เป็นอย่างมากในปัจจุบัน ซึ่งการผลิตไฟฟ้าสามารถทำได้ในหลายรูปแบบ ทั้งจาก การผลิตไฟฟ้าจากการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อน กังหันลม เป็นต้น หรือการผลิตไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมี ที่สามารถทดลองได้ด้วยอุปกรณ์ที่หาได้ง่ายได้แก่ มะนาว / ลวดทองแดง / สกรู หรือแผ่นสังกะสี / สายไฟ / หลอด LED
แบตเตอรี่ทำจากโลหะสองประเภทที่แตกต่างกันในสารละลายที่เป็นกรด ในการทดลองนี้ทองแดงและสกรู (เป็นโลหะชุบสังกะสี) เป็นโลหะสองชนิดและน้ำมะนาวเป็นสารละลายที่เป็นกรด กระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเมื่อโลหะสองชนิดมีแนวโน้มที่จะสูญเสียอิเล็กตรอนที่มีประจุไฟฟ้าลดลง
เนื่องจากสังกะสีสูญเสียอิเล็กตรอนได้ง่ายกว่าทองแดง ดังนั้น สังกะสีเป็นขั้วลบ (ขั้วลบ) และทองแดงเป็นขั้วบวก (ขั้วบวก)
เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับหลอดไฟ LED วงจรจะปิดลง (วงจรปิด หมายถึงสวิตซ์ถูกเปิด) อิเล็กตรอนไหลจากขั้วไฟฟ้าสังกะสีผ่านหลอด LED ไปยังขั้วไฟฟ้าทองแดงและหลอดไฟสว่างขึ้น
การกระไฟฟ้าจากการปฏิกิริยาทางเคมีนี้ เรียกกว่า electochhemical energy โดยใช้ความเป็นกรดอ่อนๆในตัวของพืชชนิดต่างๆมาทำปฏิกิริยากับทองแดง และสังกะสี แต่แบตเตอรี่มะนาวนี้มีกระแสไฟฟ้าไม่มากพอที่จะสามารถชาร์จโทรศัพท์ แต่การทดลองที่น่าทึ่งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นว่าจะสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าตรง (DC voltage) ได้อย่างไร
ที่มา: http://lemonelectricity.blogspot.com/2015_02_01_archive.html
http://invention-development.blogspot.com/2011/08/blog-post.html
Cr.http://kidzsci.blogspot.com/2016/08/blog-post_43.html / เขียนโดย Unknown
Cr.http://sanookwit.com/?p=345 / by Admin
แค่เดินผ่านก็ผลิตไฟฟ้าได้
บริษัท Pavegen ได้เปลี่ยน ถนน Bird Steet ถนนเล็กๆ ที่เชื่อมต่อระหว่าง Oxfort Street กับ Barrett Street ที่ London ให้กลายเป็น World’s First Energy-Harvesting Smart Street หรือถนนแห่งแรกของโลกที่มีการผลิตพลังงานไฟฟ้าและเก็บข้อมูลจากการเดินของผู้ที่สัญจร โดยติดตั้งแผ่นพื้นเป็นทางเดินขนาด 20 ตารางเมตร เพื่อเปลี่ยนก้าวเดินของผู้ที่เดินผ่านไป-มา ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถเปิดเสียงนกร้องในตอนกลางวัน และ เปิดไฟถนนให้สว่างในตอนกลางคืน เป็นการช่วยให้ประหยัดพลังงานที่ต้องใช้ลง
นอกจากนี้ยังได้มีการนำแผ่นพื้นนี้ไปติดยังบริเวณที่มีผู้คนเยอะ อย่างเช่น บริเวณทางเข้า-ออกของรถไฟใต้ดิน และเมื่อคนเดินผ่าน ทางเดินนี้ก็จะช่วยผลิตไฟฟ้าให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย อาทิเช่น ให้พลังงานแก่หลอดไฟหรือป้ายไฟบอกทาง ชาร์ตโทรศัพท์มือถือ และ เปิดเสียงดนตรีเพื่อสร้างบรรยากาศ
ตามข้อมูล พื้นชนิดนี้สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 5 วัตต์ต่อ 1 จุดเมื่อมีการเหยียบ โดยเทียบกับการที่หลอดไฟ 1 ดวงจะต้องการไฟฟ้า 60 วัตต์ต่อชั่วโมง ซึ่งสำหรับถนนที่มีคนเดินสัญจรไป-มาอยู่แล้ว ก็นับว่าเพียงพอในการผลิตไฟฟ้าด้วยตัวเอง
โดยแผ่นพื้นรูปแบบสามเหลี่ยม 1 แผ่น จะสามารถผลิตไฟฟ้าและเก็บข้อมูลได้ถึง 3 จุดต่อการเหยียบ 1 ครั้ง ซึ่งเป็นรุ่นที่พัฒนาจากแผ่นพื้นรูปสี่เหลี่ยมแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าและเก็บข้อมูลได้ 1 จุดต่อ 1 แผ่น
ที่มาและภาพประกอบ
http://www.pavegen.com, https://www.circa.com
http://inhabitat.com, http://www.alphr.com
https://www.circa.com
Cr.https://www.baania.com/th/article/ทางเดินอัจฉริยะ-แค่เดินผ่านก็ผลิตไฟฟ้าได้-article_2733
Plant-e พลังงานไฟฟ้าสีเขียว
บริษัท Plant-e จากเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาโครงการจากแนวคิดที่ว่า เมื่อพืชเปลี่ยนแสงให้กลายเป็นน้ำตาลซึ่งต่อมาจะกลายเป็นพลังงานหล่อเลี้ยงให้พืชมีชีวิตต่อไปนั้น น้ำตาลที่ได้จากการสังเคราะห์แสงมักจะเกินความจำเป็นอยู่เสมอ และน้ำตาลเหล่านี้จะซึมลงสู่ราก ก่อนที่จะแพร่สู่ดินในรูปของอิเล็กตรอนและโปรตอน ด้วยเหตุนี้ ทางบริษัทจึงได้คิดค้นระบบที่ฝังขั้วไฟฟ้าลงไปในดินใกล้ๆ กับต้นไม้เพื่อดึงพลังงานส่วนนี้มาแปรเป็นพลังงานไฟฟ้า
โดยปัจจุบันนี้ ไฟฟ้าที่ได้สามารถนำมาชาร์จแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือและป้อนเข้า wifi hotspot แถมยังเป็นแหล่งพลังงานให้กับเสาไฟฟ้าในบริเวณโรงงาน 2 แห่งของบริษัทด้วย ซึ่งแม้แนวคิดเรื่องการสร้างพลังงานของพืชจะไม่ใช่เรื่องใหม่แล้ว แต่ Plant-e อาจจะเป็นบริษัทแรกที่สามารถดึงพลังงานออกมาใช้ได้จริงโดยที่พืชซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดพลังงานนั้นไม่เสียหายหรือบุบสลายแต่อย่างใด
โดยบริษัทหวังว่าหากโครงการนี้ได้รับการพัฒนาเต็มที่ (ซึ่งหมายถึงคิดค้นวิธีที่จะลดต้นทุนลงได้) เทคโนโลยีนี้จะช่วยผลิตพลังงานไฟฟ้าให้กับพื้นที่ห่างไกลทั่วโลกได้ เพราะด้วยเทคโนโลยีนี้ สวนเพียงแค่ 1 ตารางเมตรก็สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 28 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ในระยะแรกเริ่ม Plant-e จึงเหมาะสำหรับพื้นที่ที่ไม่ได้ต้องการไฟฟ้าในปริมาณสูงนัก แต่ก็ไม่แน่นะ พัฒนาต่อไปอาจจะเลี้ยงเมืองทั้งเมืองได้เลยก็ได้
อ้างอิง: Plant-e
Cr.https://www.creativemove.com/creative/plant-e/ By Chidsu (Chidsupang Chaiwiroj)
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)