Ученым из MIT удалось получить электричество из воздуха при помощи бактериального белка
Группа ученых из Массачусетского технологического университета разработали установку получения энергии из воздуха. Правда, есть обязательное условие — наличие в воздухе влаги. Основной рабочий элемент — сверхтонкая пленка из токопроводящих белковых нанонитей.
Их вырабатывают бактерии Geobacter sulfurreducens. Толщина нитей составляет всего 7 микрометров. Ее структура пористая, поскольку пленка состоит из множества нанонитей. Плена помещена между электродами из золота. Общий размер устройства — 1*2 см.
Электричество удается получать из-за так называемого градиента влажности между атмосферным воздухом и слоями белковых нитей. При этом вырабатываемый ток можно использовать в практических целях. Вырабатываемого 17 устройствами электричества хватает для работы небольшого экрана.
По мнению исследователей, электричество вырабатывается в результате процесса ионизации карбоксильных групп на поверхности белковых нитей из-за присутствия молекул воды. Это приводит к появлению подвижных протонов, которые выступают в качестве носителя заряда в такой системе.
Градиент влажности приводит к появлению градиента концентрации носителей заряда. В итоге возникает диффузия протонов и появляется потенциал, аналогичный потенциалу покоя живых клеток.
Что касается напряжения и силы тока, то в состоянии покоя генератор дает около 0,5 вольта. Если же цепь замкнуть, ток достигает значения в 250 наноампер. При работе генератора на протяжении 20 часов напряжение падает на треть. После отключения устройства оно восстанавливается примерно за пять часов, после чего способно давать ток с прежними характеристиками.
Важный момент — параметры работы генератора не зависят от освещения или иных факторов. Напряжение в сети из 17 устройств достигает 10 вольт.
Основная задача сейчас — производство белковых нанопроволочек. Ученые собираются решить эту проблему за счет бактерий E. coli. Если все получится, то при помощи генератора нового типа удастся заряжать небольшие гаджеты, включая умные часы и телефон. Возможно, белковую пленку удастся сделать компонентом краски — и тогда окрашенная этой краской стена станет генератором электричества.
Для того, чтобы вырабатывать энергию, гаджету нужен только воздух с определенным уровнем влажности — и больше ничего. Если генератор удастся довести до состояния промышленного образца, возможно, «зеленая энергетика» получит еще одно направление развития.
Получить электричество из воздуха сможет генератор Air-gen
Ученые из Университета Массачусетса в Амхерсте разработали технологию, позволяющую вырабатывать электричество из атмосферной влаги с помощью природного белка. Это изобретение может сыграть значительную роль в развитии возобновляемой энергии, повлиять на процессы изменения климата и найти применение в медицине будущего.
Устройство, названное создателями Air-gen («работающий от воздуха генератор»), содержит токопроводящие белковые нановолокна, которые производит микроорганизм геобактер. Взаимодействие электродов и белковых нанопроводов аналогично тому, как электрический ток вырабатывается из испарений воды, содержащихся в атмосфере.
«Мы буквально создаем электричество из ничего, — объясняет изобретатель устройства Цзюнь Яо. – Air-gen вырабатывает чистую энергию в режиме 24/7. Это самый удивительный и вдохновляющий способ использования белковых наносетей из всех нам известных».
На первом этапе генератор Air-gen способен питать небольшие электронные устройстваЧитайте также: Капельный электрогенератор: энергия дождя стала новым возобновляемым источником
Пленка нанесена на один электрод, тогда как другой, маленький электрод расположен поверх материала. Белковая наносетка впитывает влагу из атмосферы, а сочетание ее химических свойств, электрической проводимости с порами между нанофрагментами создает условия для появления электрического тока между двумя электродами.
По словам изобретателей, мощности Air-gen сейчас хватит только для питания мелкой электроники, но вскоре она станет пригодна для коммерческого запуска. Тогда «панели» Air-gen найдут применение и заменят собой батарейки в мелких портативных устройствах, от смарт-часов до медицинских мониторов. Вполне возможно, что благодаря ему можно будет отказаться от привычной подзарядки сотовых телефонов.
«Конечная цель — создание крупномасштабных систем. Например, технология может быть включена в краску для стен, которая обеспечит энергией ваш дом. Или мы можем разработать портативные воздушные генераторы, которые производят электричество в местах без доступа к сети», — говорит Яо.
В дополнение к Air-gen лаборатория Яо разработала несколько других приложений с белковыми нанопроводами. По словам ученых, их открытие знаменует начало новой эры электронных устройств на основе белка.
Читайте также: Революционный электромотор Magnax в 5 раз мощней традиционных
Источник: umass.edu
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!
Новый прибор способен добывать электричество из влаги воздуха
«Эта диффузия заряда вызовет уравновешивающее электрическое поле или потенциал, аналогичный покоящемуся мембранному потенциалу в биологических системах, — объясняют как могут авторы изобретения в своем исследовании. — Поддерживаемый градиент влажности, который принципиально отличается от всего, что наблюдалось в предыдущих системах, объясняет непрерывное выходное напряжение от нашего нанопроволочного устройства».
Открытие было сделано практически случайно, когда Яо заметил, что устройства, с которыми он экспериментировал, давали электричество. «Я заметил: когда нанопроволоки определенным образом контактировали с электродами, устройства генерировали ток, — говорит Яо. — Затем было обнаружено, что атмосферная влажность имеет важное значение для процесса, и что белковые нанонити поглощают воду, создавая градиент напряжения на устройстве».
Ранее опыты по выработке гидроэлектрической энергии проводились с использованием других видов наноматериалов, таких как графен. Но при этом наблюдались лишь короткие импульсы электричества.
Напротив, Air-gen вырабатывает постоянное напряжение около 0,5 В с плотностью тока около 17 микроампер на квадратный сантиметр. Это не так много, но исследователи заверяют, что подключение нескольких устройств способно генерировать достаточно энергии для зарядки небольших устройств, таких как смартфоны. Причем устройство будет работать даже в пустыне Сахара.
Теперь перед учеными стоит задача по созданию крупномасштабных систем для питания домов с помощью нанопроволоки, встроенной в краску для стен. «Как только мы перейдем к промышленным масштабам производства проволоки, появится возможность создавать большие системы, которые внесут существенный вклад в производство энергии».
Отметим, что опубликованная фотография не имеет никакого отношения к разработке.
Ученые придумали, как производить электричество из ничего
Ученые из США разработали устройство, которое генерирует электроэнергию просто из воздуха.
Инженеры из Массачусетса изобрели способ, который позволяет создавать электричество из чистого воздуха. Нет, это не ветряная турбина, — в основе устройстве лежит простейший микроорганизм, пишет «Новое время».
К середине XXI века энергетический кризис только набирает обороты.
Экоактивисты обвиняют крупнейшие нефтегазовые корпорации в создании парникового эффекта и глобальном потеплении.
Ну а экологически чистые источники электроэнергии пока недостаточно эффективны для того, чтобы их можно было массового использовать в транспортной сфере или на производстве.
Конечно, некоторым странам удалось перейти на почти полное использование возобновляемой электроэнергии, но в масштабах всей планеты этого пока не сильно меняет ситуацию.
В связи с этим, ученые продолжают исследовать наиболее экзотические варианты производства электроэнергии.
Использовать энергию галактики, как писал фантаст Хельге Каутц, мы пока не научились, но даже на Земле есть некоторые поразительные источники электричества.
Один из таких недавно обнаружили представители Университета Массачусетса в Амхерсте.
Фото: indiatimes.comЧто изобрели ученые?
На днях инженеры из США опубликовали исследование, согласно которому они создали устройство для производства электроэнергии просто из воздуха.
Авторы открытия вдохновились биологическим организмом — протобактерией рода Geobacter, которую обнаружили около 30 лет назад у берегов реки Потомак на Восточном побережье США.
Этот микроорганизм, который обитает в иле, имеет некоторые бактериальные нанопроволоки, и может проводить электричество даже без кислорода.
Ученые из Массачусетса использовали нанопроволоки бактерии Geobacter, которые состоят из белка и могут проводить электричество, и разработали на их основе «воздушный генератор», — устройство, способное беспрерывно создавать электроэнергию.
Нанопроволока в генераторе, аналогичная той, которую обнаружили в микроорганизме, использует водяной пар в атмосфере и постоянно создает электрический ток с помощью двух электродов.
Фото: UMass Amherst/Yao and Lovley labs/Ella Maru Studio«Ожидается, что эта диффузия заряда вызовет уравновешивающее электрическое поле или потенциал, аналогичный потенциалу мембран в биологических системах. Поддерживаемая степень влажности, которая принципиально отличается от всего, что наблюдалось в предыдущих системах, объясняет непрерывное выходное напряжение от нашего нанопроволочного устройства», — объясняют авторы изобретения.
По их словам, воздушный генератор может работать при минимальной влажности воздуха в атмосфере, — даже в условиях сухой пустыни.
Правда, напряжение и сила производимой электроэнергии от такого генератора мизерные: устройство может поддерживать примерно 0,5 Вольт с плотностью тока около 17 микроампер на квадратный сантиметр.
Ученые говорят, что нескольких таких генераторов может хватить для зарядки небольших гаджетов.
«Конечная цель заключается в создании крупномасштабных систем. Как только мы перейдем к промышленным масштабам производства проволоки — мы сможем создать большие системы, которые внесут существенный вклад в устойчивое производство электроэнергии», — объясняет один из создателей генератора Джун Яо (Jun Yao).
Воздушных генератор ученых из США — это не первое устройство в своем роде. Ранее инженеры создавали системы для производства электроэнергии из снега, дождя и даже космического холода.
Фото: backboneconnect.co.ukВ мае 2019-го инженеры из CША и Японии представили устройство, которое генерирует электричество из космического холода.
По сути это была усовершенствованная солнечная панель, которая с помощью инфракрасного фотодиода-полупроводника производит электричество за счет разницы температур между Землей и космическим пространством.
Благодаря тепловой энергии Земли, которая остается ночью от дневного солнечного излучения, фотодиод может улавливать специальными лучами космический холод в ночном небе, и остывать сильнее, чем металлическая подложка под ним.
Непосредственно производить электричество из-за разницы температур позволяет элемент Пельтье — полупроводниковое устройство, которое генерирует электроэнергию при нагреве одной стороны и охлаждении другой.
Как и в случае с воздушным генератором из нанопроволоки, такой способ создания электричества малоэффективен: мощность установки составила лишь 64 нановатт электроэнергии на квадратный метр.
К сравнению, у обычных солнечных панелей этот показатель составляет от 100 до 200 Ватт.
В перспективе, технологию можно использовать для переработки оставшейся тепловой энергии от различных машин в электричество.
«Пустота Вселенной является термодинамическим ресурсом. С точки зрения оптоэлектронной физики, существует действительно очень красивая симметрия между сбором входящего излучения и сбором исходящего излучения», — говорил автор исследования Шаньху Фань.
Ранее калифорнийская компания Nanotech Energy заявила о создании электроэнергии с помощью трения снега: так называемый трибоэлектрический эффект позволил генерировать электрический заряд при трении кремниевого элемента о снег.
Фото: UCLAПоскольку мельчайшие частицы снега несут позитивный электрический заряд, а кремний является негативно заряженным материалом, — устройство позволяет производить электроэнергию как и из простого снегопада, так и устанавливать электрод на колесо велосипеда или подошву обуви.
Устройство Nanotech Energy может генерировать мгновенную плотность энергии электромагнитного поля всего до 0,2 мВт/м2, напряжение разомкнутой цепи до 8 Вольт и плотность тока до 40 мкА/м2.
Это все равно очень низкие показатели, поскольку даже для простого освещения помещения нужна лампа накаливания с плотностью энергии электромагнитного поля в 20 Вт/м2.
Такую систему предложили использовать для небольших метеостанций мониторинга погоды в режиме реального времени, что позволит получать информацию о скорости снегопада, количестве осадков, направлении ветра и т. д.
Как получить электричество из ничего? | Постапокалипсис. Выживание.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ, у меня МНОГО ИНТЕРЕСНОГО!
Никогда не знаешь, когда может понадобиться электричество, будь это электричество для самодельных лампочек с обугленными волокнами бамбука вместо нити накаливания, чтобы скрасить и согреть темные ночи на необитаемом острове, или ток для реанимации рации либо мобильного телефона.
Итак…
Как добыть электричество из дерева?
Для практически любого простейшего способа получения электричества без подключения к уже имеющейся электрической сети, обязательно понадобятся гальванические элементы, а именно два металла, которые в паре образуют разнополярные анод и катод соответственно. Теперь остается воткнуть в ближайшее дерево один из них, например, алюминиевый стержень или железный гвоздь так, чтобы он полностью вошел через кору в сам ствол дерева; а другой элемент, например, медную трубку, воткнуть в почву рядом, чтобы она вошла в землю на 15-20 см. Не удивлюсь, если между медной трубкой и алюминиевым стержнем возникнет напряжение в приблизительно 1 Вольт. Чем больше стержней вы вставите в дерево, тем лучше будет качество электроэнергии, добываемой таким способом.
Как добыть электричество из фруктов?
Апельсины, лимоны и другие цитрусовые, — все это идеальный электролит для выработки электричества в экстремальных условиях, особенно если экстремальная ситуация застала вас недалеко от экватора. Помимо уже известных алюминия и меди, можно использовать более эффективные золото и серебро если на вас или вашей спутнице остались украшения, доведя напряжение вашего электричества аж до 2 Вольт. Если вы занимаетесь получением электроэнергии с целью освещения, то в качестве лампочки может служить стеклянная колба с кусочком обугленного бамбукового волокна в качестве нити накаливания. Эту кустарную нить накаливания использовал для первой лампочки в мире сам Эдиссон!
Как добыть электричество из воды?
Если у вас есть медная проволока и фольга, получение электричества в этом случае, займёт минимум усилий. Наполняем несколько стаканов соленой водой и соединяем их медной проволокой, от стакана к стакану. На один конец каждого провода, соединяющего стаканы, должна быть намотана алюминиевая фольга. Соответственно, чем больше проволоки и стаканов. тем выше ваши шансы!
Как добыть электричество из картофеля?
Из клубней обычной картошки, тоже можно получить электричество, все что вам понадобится, это соль, зубная паста, провода и картофелина. Разрежьте её пополам ножом, через одну половинку проведите провода, в то время как в другой сделайте по центру углубление в форме ложки, после чего наполните её зубной пастой, смешанной с солью. Соедините половинки картошки, причем провода должны контачить с зубной пастой, а их самих лучше зачистить. Все! Теперь вы можете при помощи вашего генератора электричества, зажигать костры от электрической искры.
Как добыть электричество из воздуха?
Однозначно построить ветряк, что кстати не так уж и сложно. Все что вам понадобится это винтообразные лопасти, вращаемые силой ветра, и генератор электричества для преобразования механической энергии в электроэнергию. Его кстати можно просто вытащить из поломанного автомобиля!
Как сделать простейший аккумулятор?
Свинец и серная кислота уже не один десяток лет зарекомендовали себя как универсальный генератор электричества с превосходным качеством электроэнергии, использующийся повсеместно, например, в аккумуляторах различных транспортных средств. Для этого вам понадобятся оба компонента, соединить которые нужно в керамической посуде (найти в экстремальных условиях глину и обжечь её не должно составить для вас труда). Если вопрос остался за серной кислотой, то получите её из серы, обжигая её при избытке кислорода и воды не трудно. Если нет ни того ни другого, электричество принесет вам минерал «галенит», который уже при температуре 327 градусов в смеси с углем расплавляется на серу и свинец.
Так же вам может понравиться:
Мини-погреб на дачном участке
575 частных бункеров
Сумка-холодильник своими руками. Выживаем в современном мире
Вентиляция в погребе, бункере, подвале и смотровой яме гаража
БЕСПЛАТНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — МИНИ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ СВОИМИ РУКАМИ
Аспирин — своими руками (сделай сам)
КАКИЕ РАСТЕНИЯ ПОМОГУТ НАЙТИ ВОДУ.
Созданное учеными устройство получило электричество «из воздуха»
Исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте разработали устройство, которое может создавать электроэнергию из влаги в воздухе, используя специальный белок. Результаты работы опубликованы в Nature.
Возобновляемые источники энергии считаются сегодня одной из самых перспективных областей знания. Многие европейские страны уже заявили, что в обозримом будущем планируют отойти от использования ископаемого топлива и целиком обеспечивать свои энергетические потребности с помощью ветряных и солнечных электростанций. В масштабе страны такие источники энергии вполне применимы, но их использование в домашних хозяйствах зачастую не оправдывает себя, в том числе из-за того, что они зависят от погоды и времени суток.
В своей работе исследователи представили новое устройство, которое может генерировать электрический ток в любое время, потому что использует для этого воздух. Энергию с помощью него можно получать даже в помещениях и засушливых местах.
Разработка состоит из производимых протеобактериями Geobacter белковых нанопроволок толщиной менее 10 мкм, сложенных в пленку. Нижняя часть пленки полностью соприкасается с одним из электродов. Второй меньший электрод покрывает только часть пленки и расположен сверху.
Открытая часть белковой конструкции адсорбирует водяной пар из атмосферы. Сочетание хорошей электропроводности и определенной структуры поверхности белковых нанопроволок позволяет создавать электрический ток между двумя электродами. Исследователи говорят, что нынешнее поколение устройств, названных ими Air-gen, способно питать малогабаритную электронику, и они рассчитывают в скором времени довести изобретение до коммерческого масштаба.
На следующем этапе авторы планируют немного изменить конструкцию созданного ими источника энергии, чтобы его можно было применять в устройствах мониторинга показателей здоровья, а также в системах, где чаще всего случаются перебои в электроснабжении. Исследователи также надеются разработать Air-gen для применения в сотовых телефонах, чтобы исключить необходимость в их постоянной зарядке.
Американские учёные научились добывать электричество из влаги в воздухе
Как говорил Артур Кларк, любая достаточно развитая технология неотличима от магии. Американские учёные наглядно доказали этот постулат. Довольно простая с виду установка смогла добыть электричество буквально из воздуха.
Художественное представление разработки (UMass Amherst)
Группа исследователей из Массачусетского технологического университета в Амхерсте (не путать с MIT) опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила об интересном изобретении. Созданное учёными небольшое устройство со сторонами 1×2 см смогло добывать электрический ток из окружающей влажности в воздухе. Устройство генерировало ток часами и восстанавливалось для дальнейшей работы после небольшого перерыва.
Генерирующий электричество элемент представляет собой тонкую плёнку толщиной 7 мкм. Но это необычная плёнка. Плёнка состоит из белковых нитей нанометровой толщины. Эти нити производятся в процессе жизнедеятельности бактерий Geobacter sulfurreducens. Это интересные бактерии. Они вырабатывают реагенты, которые позволяют восстанавливать металлы.
В 7-мкм плёнке довольно много слоёв белковых нитей. Естественно, вся толща плёнки пористая и способна абсорбировать влагу из окружающего воздуха. При этом нижний электрод занимает всю площадь под генерирующим элементом, в верхний закрывает только небольшой участок на поверхности плёнки.
Благодаря абсорбции влаги из воздуха в толще плёнки возникает перепад влажности ― создаётся градиент по направлению к нижнему электроду. Из-за молекул воды на поверхности белковых нитей начинают происходить процессы ионизации, что, в свою очередь, приводит к появлению в плёнке подвижных протонов ― носителей заряда. Поскольку влажность плёнки (её градиент) изменяется от одного электрода к другому, возникает также градиент носителей заряда (протонов) и, как следствие, при замыкании электродов или в случае подключения нагрузки в системе начинает течь электрический ток.
Иллюстрация из статьи в Nature
Эксперимент показал, что без нагрузки генератор выдаёт 0,5 В. Достигнутая плотность тока составила 17 мкА на см2. Соединив последовательно 17 таких генераторов и в качестве баланса подключив к нему конденсатор, учёные смогли запитать небольшой экран. В таком состоянии цепь вырабатывала электричество 20 часов, за которые напряжение упало на 30 %. После перерыва в 5 часов напряжение на контактах снова было на уровне первоначального значения.
Исследователи считают, что данное изобретение может привести к появлению источников питания для носимой электроники или нательных медицинских приборов. Влажный воздух есть везде, даже в пустыне Сахара. А ничего другого для работы предложенного генератора больше не нужно.
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
ученых создали гениальное устройство, генерирующее электричество «из воздуха»
Они нашли его похороненным на илистом берегу реки Потомак более трех десятилетий назад: странный «осадочный организм», который мог делать то, чего раньше никто не видел у бактерий.
Этот необычный микроб, принадлежащий к роду Geobacter , впервые был отмечен своей способностью производить магнетит в отсутствие кислорода, но со временем ученые обнаружили, что он может производить и другие вещи, например, бактериальные нанопроволоки, проводящие электричество.
В течение многих лет исследователи пытались найти способы с пользой использовать этот природный дар, и они, возможно, просто нажили грязь с помощью устройства, которое они называют Air-gen. По словам команды, их устройство может производить электричество из… ну, почти из ничего.
«Мы буквально производим электричество из воздуха», — говорит инженер-электрик Джун Яо из Массачусетского университета в Амхерсте. «Air-gen производит чистую энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю».
Это утверждение может показаться преувеличением, но новое исследование Яо и его команды описывает, как пневматический генератор действительно может вырабатывать электричество только при наличии воздуха вокруг него.Все это благодаря электропроводящим белковым нанопроволокам, производимым Geobacter ( G.surreducens, в данном случае).
Air-gen состоит из тонкой пленки белковых нанопроволок толщиной всего 7 микрометров, расположенной между двумя электродами, но также открытой для воздуха.
Благодаря такому воздействию пленка из нанопроволоки способна адсорбировать водяной пар, который существует в атмосфере, позволяя устройству генерировать непрерывный электрический ток, проводимый между двумя электродами.
Команда говорит, что заряд, вероятно, создается градиентом влажности, который создает диффузию протонов в материале нанопроволоки.
«Ожидается, что эта диффузия заряда вызовет уравновешивающее электрическое поле или потенциал, аналогичный мембранному потенциалу покоя в биологических системах», — объясняют авторы в своем исследовании.
«Поддерживаемый градиент влажности, который принципиально отличается от всего, что было в предыдущих системах, объясняет постоянное выходное напряжение нашего устройства на основе нанопроволоки.«
Открытие было сделано почти случайно, когда Яо заметил, что устройства, с которыми он экспериментировал, по-видимому, проводили электричество сами по себе.
« Я видел, что когда нанопроволоки контактировали с электродами определенным образом, устройства генерировали ток, «Яо говорит.
« Я обнаружил, что воздействие атмосферной влажности имеет важное значение и что белковые нанопроволоки адсорбируют воду, создавая градиент напряжения на устройстве ».
Предыдущее исследование продемонстрировало получение гидроэлектрической энергии с использованием других видов наноматериалов, таких как графен — но эти попытки в основном приводили к коротким всплескам электричества, длящимся, возможно, всего несколько секунд.
Напротив, Air-gen выдает постоянное напряжение около 0,5 вольт с плотностью тока около 17 микроампер на квадратный сантиметр. Это не так уж и много энергии, но команда говорит, что подключение нескольких устройств может генерировать достаточно энергии для зарядки небольших устройств, таких как смартфоны и другая личная электроника, — и все это без отходов и с использованием только влажности окружающей среды (даже в таких засушливых регионах, как пустыня Сахара). .
«Конечной целью является создание крупномасштабных систем», — говорит Яо, объясняя, что будущие усилия могут использовать эту технологию для питания домов с помощью нанопроволоки, включенной в краску для стен.
«Как только мы перейдем к промышленному производству проволоки, я полностью ожидаю, что мы сможем создавать большие системы, которые внесут значительный вклад в устойчивое производство энергии».
Если есть препятствия для реализации этого, казалось бы, невероятного потенциала, так это ограниченное количество нанопроволоки G.
Связанное исследование, проведенное одним из членов команды — микробиологом Дереком Ловли, который впервые идентифицировал микробов Geobacter еще в 1980-х годах, может помочь исправить это: генетическая инженерия других ошибок, таких как E.coli , чтобы проделать тот же трюк в больших количествах.
«Мы превратили E. coli в фабрику по производству белковых нанопроволок», — говорит Ловли.
«Благодаря этому новому масштабируемому процессу поставка белковых нанопроволок больше не будет узким местом для разработки этих приложений».
Результаты опубликованы в Nature .
Эта «двусторонняя» мембрана может вырабатывать электричество из ничего, кроме соленой воды | Наука
Автор: Фрэнки Шембри
Представьте, что вас запихивают в переполненный вагон поезда и вы замечаете, что на платформе менее людный. Возможно, вы захотите переехать сюда как можно скорее. Частицы, которые следуют этому уравновешивающему действию, известному как осмос, спонтанно перемещаются из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Теперь ученые использовали эту тенденцию для создания производящей энергию мембраны, которая может собирать электрический ток только из соленой воды.
Когда ионные соли, состоящие из пучков положительно и отрицательно заряженных частиц, растворяются в воде, пучки распадаются, оставляя положительно и отрицательно заряженные частицы свободными для участия в осмосе.Поместив заряженные тонкие мембраны между соленой и пресной водой, ученые могут создать скоростную дорогу для движущихся частиц, генерирующих электрический ток. Но эти мембраны часто дороги в производстве, и со временем они имеют тенденцию к негерметичности. Это позволяет частицам проходить обратно в неправильном направлении, сокращая количество электричества, которое они могут произвести.
Теперь исследователи разработали новый вид привратника — «двустороннюю» мембрану, которая имеет разные свойства с обеих сторон, от размера пор до заряда самой мембраны.Это способствует устойчивому потоку заряженных частиц с одной стороны на другую, предотвращая их обратное дрейфование в неправильном направлении. Эти так называемые мембраны Януса, названные в честь древнеримского бога ворот и проходов, также могут быть изготовлены так, чтобы иметь поры разного размера и удерживать разные заряды, что позволяет им принимать различные виды частиц.
Исследователи протестировали свои мембраны Janus с соленой морской водой с одной стороны и пресной речной водой с другой. Они обнаружили, что устройства смогли преобразовать 35 единиц.7% химической энергии, хранящейся в соленой воде, превращается в полезную электроэнергию. Это так же эффективно, как и большинство ветряных турбин, и выше, чем у большинства солнечных батарей, — сообщают они сегодня в журнале Science Advances .
Затем исследователи планируют построить мембраны большего размера и посмотреть, смогут ли они выдержать условия реальной морской и речной воды. Исследователи говорят, что если мембрана будет работать так же хорошо в «дикой природе», новые мембраны можно будет использовать для снабжения энергией удаленных сообществ, не имеющих других источников возобновляемой энергии, всего за несколько лет.Это говорит о том, что когда дело доходит до получения энергии от движущихся частиц, быть немного двуличным — это хорошо.
Возобновляемое устройство может помочь смягчить последствия изменения климата и привести в действие медицинские устройства — ScienceDaily
Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте разработали устройство, которое использует натуральный белок для производства электричества из влаги в воздухе. последствия для будущего возобновляемых источников энергии, изменения климата и будущего медицины.
Как сообщалось сегодня в Nature , лаборатории инженера-электрика Джун Яо и микробиолога Дерека Ловли из Университета Массачусетса в Амхерсте создали устройство, которое они назвали «Генератор воздуха» или генератор с воздушным приводом, с электропроводящими белковыми нанопроводами, производимыми микробом. Геобактер. Air-gen соединяет электроды с белковыми нанопроводами таким образом, что электрический ток генерируется из водяного пара, естественным образом присутствующего в атмосфере.
«Мы буквально производим электричество из воздуха», — говорит Яо.«Air-gen производит чистую энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю». Лавли, который разрабатывает экологически безопасные электронные материалы на основе биологии более трех десятилетий, добавляет: «Это самое удивительное и захватывающее применение белковых нанопроволок».
Новая технология, разработанная в лаборатории Яо, не загрязняет окружающую среду, является возобновляемой и недорогой. Он может генерировать электроэнергию даже в районах с очень низкой влажностью, таких как пустыня Сахара. По словам Ловли, он имеет значительные преимущества перед другими видами возобновляемой энергии, включая солнечную и ветровую, потому что, в отличие от этих других возобновляемых источников энергии, Air-gen не требует солнечного света или ветра и «работает даже в помещении.«
Для устройства Air-gen требуется только тонкая пленка из белковых нанопроволок толщиной менее 10 микрон, объясняют исследователи. Нижняя часть пленки опирается на электрод, в то время как электрод меньшего размера, который покрывает только часть пленки нанопроволоки, находится сверху. Пленка адсорбирует водяной пар из атмосферы. Комбинация электропроводности и химического состава поверхности белковых нанопроволок в сочетании с тонкими порами между нанопроводами внутри пленки создает условия, при которых возникает электрический ток между двумя электродами.
Исследователи говорят, что нынешнее поколение устройств Air-gen может приводить в действие небольшую электронику, и они планируют вскоре довести изобретение до коммерческого масштаба. Следующие шаги, которые они планируют, включают разработку небольшого «патча» Air-gen, который может питать электронные носимые устройства, такие как мониторы здоровья и фитнеса, а также умные часы, что устранит необходимость в традиционных батареях. Они также надеются разработать Air-gens для сотовых телефонов, чтобы исключить периодическую зарядку.
Яо говорит: «Конечная цель — создание крупномасштабных систем.Например, эта технология может быть включена в краску для стен, которая может помочь вашему дому обеспечить электроэнергию. Или мы можем разработать автономные генераторы с воздушным приводом, которые поставляют электроэнергию из сети. Я полностью ожидаю, что когда мы перейдем к промышленному производству проволоки, мы сможем создавать большие системы, которые внесут значительный вклад в устойчивое производство энергии ».
Продолжая развивать практические биологические возможности Geobacter, лаборатория Ловли недавно разработала новый штамм микробов для более быстрого и недорогого массового производства белковых нанопроволок.«Мы превратили E. coli в фабрику по производству белковых нанопроволок», — говорит он. «Благодаря этому новому масштабируемому процессу поставка белковых нанопроволок больше не будет узким местом для разработки этих приложений».
По их словам, открытие Air-gen отражает необычное междисциплинарное сотрудничество. Ловли обнаружил микроб Geobacter в иле реки Потомак более 30 лет назад. Позже его лаборатория обнаружила его способность производить электропроводящие белковые нанопроволоки. До прихода в Университет Массачусетса в Амхерсте Яо годами проработал в Гарвардском университете, где он разрабатывал электронные устройства с кремниевыми нанопроводами.Они объединили свои усилия, чтобы посмотреть, можно ли создать полезные электронные устройства из белковых нанопроволок, собранных с Geobacter.
Лю Сяомэн, доктор философии. Студент в лаборатории Яо, занимался разработкой сенсорных устройств, когда заметил что-то неожиданное. Он вспоминает: «Я видел, что, когда нанопроволоки контактировали с электродами определенным образом, устройства генерировали ток. Я обнаружил, что воздействие атмосферной влажности было существенным и что белковые нанопроволоки адсорбировали воду, создавая градиент напряжения на устройстве.«
Помимо Air-gen, лаборатория Яо разработала несколько других приложений с белковыми нанопроводами. «Это только начало новой эры электронных устройств на основе белков», — сказал Яо.
Исследование было частично поддержано посевным фондом через Управление коммерциализации технологий и венчурного капитала Университета Массачусетса Амхерст и фондами развития исследований Колледжа естественных наук университетского городка.
бактерий Geobacter могут производить электричество будущего
Звучит прямо из комикса о супергероях.Подумайте о чем-то, что дышит через электрический шнур, торчащий из его головы, может выдыхать токи электричества, но на этот раз это существо не метачеловек.
Geobacter — это бактерии, у которых DC может захотеть позаимствовать их, если им понадобятся новые идеи для Flash. Конечно, Барри Аллен может управлять молнией и электричеством, но даже он не может ими дышать. Эти микробы производят белковые нити, также известные как нанопроволоки. Они живут в среде, лишенной кислорода, и именно через эти нанопровода они вдыхают лишние электроны, а затем выдыхают их в виде электрического тока.Теперь группа исследователей из Йельского университета выяснила, как направить эту энергию в электрическую сеть, активируемую — чем еще — разрядом электричества.
«Прочность и проводимость этих нанопроволок в сочетании со способностью бактерий к самовосстановлению могут помочь в создании прочной, самовосстанавливающейся электроники с использованием живых клеток», — сказал биолог Нихил Малванкар, соавтор исследования, недавно опубликованного в Nature. «Химическая биология», , сообщила SYFY WIRE.
Способность Geobacter посылать электричество на расстояния, которые легко в 100 раз превышают их размер, безусловно, звучит так, как хотелось бы Флэшу.Они также могут делать это, будучи сложенными друг на друга в сообществах, называемых биопленками, и прячутся в местах, где многие другие организмы могут погибнуть, например, в темных глубинах океана или под землей. Они вдыхают лишние электроны и избавляются от них, выдыхая их через эти нити. Затем нити пропускают электрический ток в землю. Эти микробы могут выжить в экстремальных условиях, которые расщепляют большинство белков, но не те, что находятся в их нанопроволоке.
Geobacter может также выжить в очень кислой среде, а также может очищать радиоактивный осадок.Они не могут деактивировать радиоактивность, но они могут преобразовать ее в твердое вещество, которое затем можно будет безопасно хранить. Уран не имеет ничего общего с этими микрочудами.
«Мы непосредственно визуализировали нанопроволоки в кислой среде и обнаружили высокостабильные и прочные нанопроволоки в кислых условиях, которые работают в 100 раз лучше, чем в физиологических условиях», — сказал Малванкар. «Способность работать при низком pH — уникальная сила этих материалов. Нет другого электронного материала на белковой основе, который демонстрирует такую высокую электронную проводимость при низком pH.«
Итак, как именно нанопровода Geobacter обрабатывают электроны для создания электрического тока, который они выдыхают? Исследователи поместили бактерии под криоэлектронный микроскоп в лаборатории Мальванкара и обнаружили, что молекулы сложного гема, небелкового компонента гемоглобина, создают путь внутри белков внутри нанопроволок. Гемы облегчают перемещение электронов, в то время как окружающий белок обеспечивает изоляцию. Ранее было обнаружено, что этот белок, OmcS, передает электричество.Теперь это становится все более нереальным.
Когда Geobacter стимулируется электрическим полем, оказывается, что они производят различные нанопроволоки, о существовании которых раньше не было известно. Эти нанопровода используют белок OmcZ для передачи электричества.
«Нанопроволока OmcZ значительно более компактна, чем нанопроволока OmcS, и демонстрирует повышенную укладку металлсодержащих молекул гема, которая может сблизить их для более эффективной передачи электронов», — сказал Малванкар.«Бактерии в этих производящих электричество биопленках испытывают электрическое поле, которое стимулирует производство нанопроволок, состоящих из белка OmcZ, которые в 1000 раз более эффективны, чем нанопровода OmcS».
Удаление гена OmcS фактически делает нанопроволоки более проводящими. Мощь OmcZ вдохновила команду Мальванкара на создание электросети, легко включаемой электрическим током. Еще одна почти сверхъестественная особенность этих бактерий заключается в том, что они самовосстанавливаются. С таким большим количеством электроники, которая после сгорания оказывается на свалках и свалках, способность Geobacter производить электричество и самостоятельно ремонтировать является революционной.
«Микробные нанопровода открывают перспективы для создания нового класса электронных материалов, которые могли бы демонстрировать электрические и оптические свойства металлов и полупроводников, но сохранять механические свойства и демонстрировать универсальные функции белков, чтобы объединить синтетическую биологию с полупроводниковой технологией», — сказал Мальванкар.
Флэш только желает, чтобы у него были эти штуки в качестве помощников.
Биоэлектронное устройство может производить электричество, используя только влажность
Увеличить / Структура некоторых белковых проводов, используемых бактериями.Существует огромное количество способов, которыми мы потенциально можем генерировать всю мощность, необходимую для крошечных медицинских датчиков или других устройств с минимальными потребностями в энергии. Но часто бывает большой разрыв между такими вариантами использования и тем, что может, скажем, заряжать ваш телефон, когда вы ходите в свитере. Устройства, производящие электричество, либо не масштабируются, либо запускаются с такими низкими уровнями мощности, что вам понадобится пара палаток для питания телефона.
Но сегодня Nature выпустила документ, в котором описывается устройство, по словам авторов, , если сможет работать, обеспечивая питание медицинских датчиков на нижнем уровне и расширяясь, чтобы конкурировать с солнечными панелями на верхнем уровне.И все, что устройству необходимо для выработки энергии, — это влажность окружающей среды. Более того, потенциал для разработки устройства был случайно обнаружен аспирантом, который хотел заняться чем-то совершенно другим.
Вспышка низковольтной интуиции
Удивительное количество научных открытий вызвано раздражением. Космический микроволновый фон был известен тем, что люди, работавшие над микроволновым приемником, не могли избавиться от раздражающего источника шума — даже после попытки очистить оборудование от голубого гуано.В случае недавней работы аспирант по имени Сяомэн Лю пытался работать с некоторыми волокнистыми белками, созданными бактериями. У многих видов эти субмикроскопические волокна являются хорошими проводниками, и ряд лабораторий изучают их свойства и свойства бактерий, которые их производят.
В этом случае Лю поместил набор бактериальных белков между металлическими пластинами в рамках эксперимента по проверке их свойств. Но белки продолжали производить напряжение, которое регистрировало его оборудование.Предположительно, это напряжение мешало тому, что он на самом деле пытался сделать, потому что он пытался избавиться от него — и потерпел неудачу, по крайней мере, по большей части.
РекламаЕдинственное, что, казалось, действительно устраняло напряжение, — это устранение влажности окружающей среды. Поэтому Лю и другие сотрудники лаборатории сместили акцент с попыток избавиться от паразитного напряжения на понимание того, как влажность может его вызвать.
В конце концов, они разработали устройство, представляющее собой проводящую пластину, покрытую крошечными белковыми волокнами, полученными из бактерий.Поверх этих волокон кладут несколько тонких полосок электрода. Зазоры между этими полосами обеспечивают доступ атмосферы к волокнам, позволяя влаге проникать в сетку.
Базовая характеристика показала, что устройство может генерировать разницу в один вольт при плотности мощности около 40 милливатт на квадратный сантиметр. Устройства могут производить полувольт даже при уменьшении до квадратного миллиметра или при падении относительной влажности до 20 процентов (уровень, который вы обычно видите только в пустыне).Напряжение было максимальным, когда слой белковых волокон был толщиной 14 микрометров, поэтому для того, чтобы это работало, не требуется много белка.
Критически важно, чтобы устройство могло вырабатывать электроэнергию около 20 часов подряд, в течение которых напряжение упало примерно на 30 процентов. Если вы остановите текущее производство на пять часов, напряжение будет полностью восстановлено, хотя неясно, сколько раз устройство может быть переработано без постоянного снижения производительности (авторы просто говорят «повторно»).
Что в мире происходит?
Все это подозрительно похоже на бесплатную энергию. Так как же это может работать? Исследователи определили, что функция устройства требует градиента влажности через слой белковой сетки — они измерили около 27 процентов насыщения на поверхности и только 3 процента у основания сетки. Некоторые из молекул воды, которые поглощаются, уже ионизированы, а остальные позволяют некоторым химическим подгруппам белков ионизироваться, высвобождая протоны в крошечные карманы жидкости, которые образуются.Исследователи подозревают, что именно эти ионы обеспечивают способность перемещать заряды через электроды.
РекламаЧтобы подтвердить это, авторы попробовали некоторые родственные полимеры и обнаружили, что наличие большого количества легко ионизируемых групп связано с электрическими характеристиками.
В этом есть смысл, поскольку градиент воды по устройству означает, что с одной стороны от него больше ионизированного материала, чем с другой.И вы можете увидеть, как дать устройству время для восстановления равновесия, можно восстановить присутствие некоторых ионов, которые использовались для производства заряда во время работы. Но как это может сохраняться бесконечно, непонятно, поскольку влажность постепенно выравнивается по всему устройству с течением времени.
Тем не менее, авторы статьи в восторге от перспективы создания крупномасштабного оборудования на основе этого устройства. Поскольку все, что ему нужно, это доступ к воздуху, возможно объединение устройств в более крупную конструкцию.Исследователи подсчитали, что если бы у вас был куб со стороной один метр, в котором для воздушного потока и устройств сбора влаги было отведено равное пространство, он мог бы производить киловатт энергии. Это число выгодно отличается от современных солнечных панелей, которые производят около 200 Вт на квадратный метр и, очевидно, не могут быть штабелированы.
Хотя сомнительно, что вы могли бы получить большой поток воздуха через что-то с такими тесно расположенными устройствами, очевидно, что вы могли бы немного пожертвовать плотностью энергии, чтобы улучшить воздушный поток.Крайне важно, вы можете разместить его практически в любом месте, где есть влажный воздух, и запускать его ночью.
Способность этих устройств избегать насыщения водой с течением времени — очевидный открытый вопрос, но не единственный. Белки имеют тенденцию разрушаться в окружающей среде с течением времени, и неясно, насколько функция этого устройства зависит от того, чтобы волокна сохраняли свою структуру. Материал, используемый в этом устройстве, также собирается путем срезания его с поверхности бактерий в культуре.Возможно, это не очень экономичный способ управления массовым производством. Альтернативные полимеры с аналогичным химическим составом могут работать, но они не тестировались.
Наконец, модель устройства, созданная исследователями, предполагает, что эти белковые волокна на самом деле не самый эффективный способ структурировать одно из этих устройств. Они подсчитали, что он производит только 4 процента от теоретического максимума. Итак, еще один большой вопрос, на который нет ответа, — насколько лучше мы могли бы справиться.
Природа, 2019.DOI: 10.1038 / s41586-020-2010-9 (О DOI).
Исследователи генерируют энергию, используя только картон, скотч и карандаш
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) недавно сделали интересное открытие в области энергетики. Они обнаружили, что можно создать небольшое экологически чистое устройство, обладающее более мощным ударом, чем вы могли ожидать, используя только картон, тефлоновую ленту и карандаш. Для выработки электроэнергии система использует статическое электричество.
Продолжить чтение ниже
Наши избранные видео
Устройство состоит из двух карточек бумаги, покрытых с одной стороны слоем графитового угля (грифеля), закрепленных тефлоновой лентой в форме дуги. Бумага и лента действуют как изоляторы, а углерод — как электроды. Когда на устройство оказывается давление, две стороны соединяются, создавая положительный заряд на бумаге и отрицательный заряд на тефлоне.Когда карты разделяются, на углеродных слоях накапливается электрический заряд. Исследователи из Токийского университета уже усовершенствовали устройство, используя наждачную бумагу на карточках, чтобы создать шероховатую поверхность, которая увеличивает производительность более чем в шесть раз.
Связанный: Дисней представляет генератор электроэнергии из бумаги
Спасибо!
Следите за нашим еженедельным информационным бюллетенем.
Подпишитесь на нашу рассылку новостей
Получайте последние мировые новости и проекты, создающие лучшее будущее.
ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ
ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ
Это может выглядеть не очень впечатляюще, но это новое открытие на самом деле довольно многообещающее, особенно в развивающихся регионах, которые могут не иметь доступа к батареям или электричеству. Это не только источник питания, который невероятно легко создать из предметов домашнего обихода (чего нельзя было сказать о более ранних аналогичных генераторах), но и его можно использовать в портативной электронике по низкой цене, устраняя необходимость в обычных батареях.
+ EPFL
Через TreeHugger
Изображения через EPFL
Эксперты опасаются, что корректировка цен на электроэнергию в Техасе может ухудшить положение.
Компании и организации на всех уровнях цепочки поставок энергии в Техасе с нетерпением ждут, чтобы увидеть, изменит ли законодательный орган Техаса задним числом цены на электроэнергию на рынке электроэнергии штата во время февральских отключений электроэнергии, в результате которых погибло более 50 человек.
Некоторые заявили, что им будет выгодно решение о корректировке рынка, в то время как другие заявили, что такое движение им навредит. Но кому и в какой степени будет помогать или пострадать, неясно, а законодатели и регулирующие органы не сказали, как они будут задним числом изменить государственный рынок электроэнергии более чем через месяц после установления этих цен.
Губернатор-лейтенант-республиканец Дэн Патрик потребовал от регулирующих органов, законодателей и даже губернатора-республиканца Грега Эбботта скорректировать то, что произошло на рынке во время зимней бури.Поступая так, Патрик превратил разговор о переоценке в политическую битву между тремя самыми влиятельными людьми в правительстве Техаса.
Эксперты в Капитолии и за его пределами описали эти дебаты о переоценке рынка как политическую второстепенную проблему, которая не затрагивает большинство потребителей электроэнергии Техаса и ничего не сделает для защиты техасцев от следующих экстремальных погодных явлений в штате.
«Я думаю, что на самом деле это может принести больше вреда, чем пользы», — сказал Джошуа Роудс, научный сотрудник Webber Energy Group Техасского университета в Остине, о перспективах переоценки рынка.
В Техасе, где частные компании — в отличие от правительства — в основном инвестируют в энергетическое пространство, Родс сказал: «Если правила изменятся после игры, это может оказать сдерживающее воздействие на компании, желающие прийти и инвестировать деньги в Техасе ».
Роудс сказал, что будет меньше компаний, желающих вкладывать деньги в энергетическую отрасль Техаса, где процесс регулирования неопределен, а пересмотр цен создаст большую неопределенность.
Совет по надежности электроснабжения Техаса управляет электросетью штата и контролирует цены, которые производители электроэнергии взимают с розничных поставщиков электроэнергии, таких как энергетические компании и городские коммунальные предприятия.Столкнувшись с повсеместными отключениями во время урагана, ERCOT установила цену на электроэнергию на уровне 9000 долларов за мегаватт-час — максимально допустимую сумму.
Электрогенераторы обычно продают электроэнергию по гораздо более низким ценам, иногда даже в убыток. Средняя оптовая цена на энергию в прошлом году составляла 21 доллар за мегаватт-час, по словам Дэниела Кохана, доцента гражданской и экологической инженерии в Университете Райса.
Реальная прибыль приходит в течение нескольких часов каждый год — обычно летом — когда большой спрос на энергию подталкивает цену к пределу в 9000 долларов, сказал Кохан.
«Так же, как лотерейные билеты, которые не окупаются, большую часть времени мощность, которую продают компании, почти бесполезна», — сказал он.
Споры возникли из-за 32-часового периода замораживания, когда цены оставались высокими, хотя ERCOT больше не вызывала отключения из-за ограниченного энергоснабжения. Независимый наблюдатель за рынком обнаружил, что ERCOT допустила ошибку, сохранив ограничение в размере 9000 долларов, что привело к ненужным расходам на сумму 16 млрд долларов для энергетических компаний и других лиц.Монитор рекомендовал переоценку энергии, проданной в этот период, по более низкой ставке, что позволило бы ERCOT вернуть около 4,2 миллиарда долларов платежей. Уходящий в отставку генеральный директор ERCOT Билл Мэгнесс настаивал на том, что высокие цены необходимы для того, чтобы побудить производителей отправлять электроэнергию в сеть и удержать крупных потребителей от возобновления подачи электроэнергии и увеличения спроса.
Право переоценки рынка находится в руках регулирующего органа штата, Комиссии по коммунальным предприятиям.Агентство управляется советом директоров из трех человек, назначаемых губернатором, и только один член — председатель Артур Д’Андреа — остается после нескольких отставок. Даже он подал в Abbott прошение об отставке на этой неделе, но пообещал остаться до тех пор, пока Abbott не назовет замену и сенат штата не утвердит ее, поэтому агентство не обходится без хотя бы одного комиссара.
PUC наблюдает за ERCOT, и хотя Эбботт направил свою критику после отключения электроэнергии в ERCOT, Патрик и многие законодатели сосредоточили внимание на PUC.
Большинство сторонников пересмотра цен не высказали публичных мыслей о том, как на самом деле реализовать это предложение. Это не так просто, как снизить оптовые цены на электроэнергию. Цены устанавливаются на основе спроса и предложения и привязаны к определенным датам и времени.
«На практике это не так просто, как когда:« Я потребитель, вы завышаете плату, я оспариваю платеж по кредитной карте », — сказала Кейтлин Смит, консультант по вопросам энергетики из Остина. «Это переоценка рынка.”
Патрик, по словам представителя пресс-службы, сказал, что цена должна быть изменена на ту, которая была бы в 23:55. 18 февраля, когда ERCOT больше не вызывала отключений.
Уже пострадали компании и организации на всех уровнях государственной энергосистемы. Некоторые из них потеряли большие суммы денег и объявили о банкротстве, например, Brazos Electric Power Cooperative, которая поставляет электроэнергию 1,5 миллиона потребителей. При подаче заявления о банкротстве компания из Уэйко сослалась на 1 доллар.8 миллиардов долга перед ERCOT. Бразос — одна из неизвестного числа электроэнергетических компаний, которым в связи с отключениями электроэнергии грозят огромные расходы, и компания могла бы получить выгоду, если бы государство задним числом снизило цены на электроэнергию.
Эксперты скептически относятся к тому, что переоценка рынка действительно спасет такие компании, как Brazos, от банкротства. Д’Андреа и тогдашний комиссар Шелли Боткин проголосовали в начале марта против пересмотра цен, выдвинув аналогичный аргумент. По словам Д’Андреа, финансовые проблемы уже ощущаются среди компаний и организаций, и этот результат будет устранен переоценкой рынка.
«Вы не знаете, кому больно, — сказал он. «И вы думаете, что защищаете потребителя, и оказывается, что вы банкротите [кого-то еще]».
Denton Municipal Electric, поставщик электроэнергии, обслуживающий около 60 000 клиентов в городе Дентон на севере Техаса, потерял от перебоев в подаче электроэнергии примерно от 100 до 130 миллионов долларов, сообщил генеральный директор Тони Пуэнте. По словам Пуэнте, компания, которая также управляет электростанцией, работающей на природном газе, пострадает еще больше из-за пересмотра цен на рынке со стороны государства.
Стоимость газа также резко выросла во время шторма, что стало финансовым бременем для многих электростанций, работающих на этом топливе. Но государство не может задним числом изменить цену на газ во время отключений, как это может сделать с электричеством.
«Любое изменение цен на природный газ без изменения может негативно повлиять на наших клиентов», — сказал Пуэнте в интервью.
Пуэнте сказал, что он все еще не уверен, сколько именно денег было потеряно из-за отключений.Но как только он сможет определить цифру, «тогда нам нужно будет посмотреть, какие стратегии финансирования мы можем внедрить», возможно, на десятилетия, чтобы потенциально компенсировать затраты для местных потребителей.
Некоторые компании и кооперативы хорошо себя чувствовали во время отключений. Майк Кезар, генеральный директор Южно-Техасского электрического кооператива, засвидетельствовал законодателям, что компания возникла без финансовых потерь. Но, по его словам, компания, скорее всего, получит удар из-за рыночной переоценки.
Экспертызаявили, что невозможно узнать, какие компании или организации преуспели или пострадали в результате отключений, если только эти организации не заявили об этом публично.
Городское коммунальное предприятие Austin Energy заработало 54 миллиона долларов на отключениях. В Сан-Антонио муниципальная компания CPS Energy потеряла из-за отключений около 1 миллиарда долларов — и недавно ей было разрешено занять деньги у города, чтобы частично компенсировать огромные убытки.
В связи с развертыванием сетей социальной защиты для помощи таким организациям, как CPS Energy, дебаты по переоценке рынка со временем только усложняются. Прошло больше месяца с тех пор, как зимняя погода прокатилась по Техасу, оставив миллионы людей без электричества и воды.
Вице-губернатор и другие, кто поддерживает пересмотр цен, заявили, что в первую очередь следует учитывать выгоду для потребителей. Но переоценка не поможет техасцам, наиболее опустошенным высокими ценами на энергоносители во время зимнего шторма.
Сразу после этого ряд техасцев сообщили о получении астрономических счетов за электроэнергию — некоторые достигли 20 000 долларов. Эти клиенты принадлежали к индексированным розничным тарифам на электроэнергию, где цены колеблются в зависимости от цены на оптовую электроэнергию. Индексированные планы могут привести к большей экономии, чем более распространенные планы с фиксированной ставкой. Но они также несут в себе невероятный риск, поскольку уязвимы для крупных рыночных колебаний, подобных тем, которые произошли во время зимней бури.
Переоценка не повлияет на индексируемые планы, считают эксперты.Griddy — самый известный в Техасе провайдер такого рода — объявил о банкротстве в понедельник и находится под следствием как PUC, так и офиса генерального прокурора Техаса Кена Пакстона. В рамках своих судебных документов компания заявила, что простит почти 29 миллионов долларов, которые ей задолжали 29 000 клиентов. Офис Пакстона также заявил, что будет работать над возмещением расходов клиентам, которые уже заплатили.
На этой неделе в Законодательном собрании Техаса в центре внимания оказались разборки по поводу переоценки. Сенат штата в понедельник приостановил действие своих собственных правил и поспешно принял закон 2142 Сената, который заставит ERCOT отменить миллиарды обвинений, связанных с зимним штормом.Законодательством был предусмотрен крайний срок, позволяющий оператору сети действовать до субботы.
Сенатор штатаНатан Джонсон, штат Даллас, заявил газете Texas Tribune, что изменение цен необходимо для регулирования рынка. По его словам, ограничение в $ 9000 никогда не планировалось устанавливать на несколько дней подряд, поэтому необходимо сдерживать чрезмерные прибыли или убытки компаний.
«Идея обвинить проигравших и зачислить победителей, я думаю, была просто фарсом», — сказал Джонсон.«Потому что рынок не функционировал. И поэтому переоценка или ценовая коррекция в данном случае, по крайней мере, сжимает нас обратно в границы реальности или ближе к ней».
Но не сразу ясно, повлияет ли предполагаемое завышение счетов на обычных техасцев и какое влияние окажет законодательство Сената на будущие счета людей за электроэнергию, и насколько сильно. Розничные поставщики электроэнергии покупают электроэнергию на государственном рынке, а затем продают ее частным или коммерческим потребителям.По крайней мере, некоторые из дополнительных затрат розничных поставщиков, вероятно, будут переложены на потребителей. Но финансовый удар варьируется от поставщика к поставщику. А некоторые поставщики розничной торговли также поставляют электроэнергию в сеть, что увеличивает неопределенность.
Патрик утверждает, что пересмотр цен принесет пользу потребителям, по словам представителя, который не предоставил никаких подробностей о том, как это поможет техасцам.
«Снижение цен на энергию во время шторма в конечном итоге снизит затраты для потребителей как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе», — сказал представитель.
Сенатор штатаБрайан Хьюз, Р-Минеола, спонсор законопроекта, и сенатор штата Джоан Хаффман, Р-Хьюстон, комитет которой заслушал закон, не ответили на запросы о комментариях.
Сенатор штатаКэрол Альварадо, штат Хьюстон, предположила, что неопределенность связана с ERCOT и PUC, поскольку агентства «недостаточно внимательно изучили [переоценку]».
«Сказать, что это повредит другим людям или вызовет катастрофу на рынке — мы пока этого не знаем», — сказал Альварадо.«Никто нам не показал. Никто не сказал:« Вот почему мы не можем действовать по вашему законопроекту, Сенат, потому что, если мы это сделаем, вот что это сработает ». «
Во вторник Техасская палата ослабила надежды сенаторов на то, что на этой неделе будут приняты законодательные меры по изменению цен. Спикер палаты представителей Дейд Фелан, R-Beaumont, заявил в заявлении, что в ценах оператора не было «ошибок». Он также выразил скептицизм по поводу отмены обвинений, заявив в заявлении, что это «на основании несогласия с решениями руководства PUC и ERCOT является чрезвычайным вмешательством правительства в свободный рынок».«
Abbott в основном избегала занимать какую-либо позицию по этому вопросу. Ранее он назвал «неточные и чрезмерные расходы» после урагана в качестве чрезвычайного законодательного положения. Но в понедельник губернатор выразил обеспокоенность по поводу конституционности переоценки. Д’Андреа, уходящий председатель PUC, неоднократно заявлял, что изменение цены будет «незаконным».
Abbott вместо этого возложила на Законодательное собрание бремя «прополки всех этих сложностей».
В среду Пакстон опубликовал заключение, в котором утверждалось, что PUC обладает «полными полномочиями» предписывать ERCOT переоценивать электроэнергию, отвергая опасения Эбботта и Д’Андреа.
Палата представителей завершила неделю, так и не приняв законопроект Сената. Тем временем комитет по делам государства принял ряд законопроектов, которые, среди прочего, устранят уязвимости энергосистемы и изменят структуру управления ERCOT.
Патрик обратил свое внимание на Эбботта, призвав губернатора на пресс-конференции во второй половине дня в четверг принять меры для отмены обвинений.
«Губернатор — очень влиятельная личность», — сказал Патрик, усиливая давление на Эбботта, чтобы тот начал действовать после того, как он отказался публично поддержать подход Сената.«Он может делать все, что хочет».
Раскрытие информации: CPS Energy, Университет Райса, Texas Electric Cooperative и Техасский университет в Остине оказывали финансовую поддержку The Texas Tribune, некоммерческой, непартийной новостной организации, которая частично финансируется за счет пожертвований членов, фондов и корпоративных спонсоров.