Mặc dù bề mặt kim loại và dung dịch điện phân là nguồn năng lượng phổ biến trong các ắc quy, nhưng trong trường hợp này quá trình sinh điện diễn ra trên nguyên lý hoàn toàn khác: Động năng của nước biến thành điện năng.
Các nhà khoa học ở ĐH Uppsala (Thụy Điển) đã nuôi vi khuẩn lam có khả năng sử dụng năng lượng mặt trời để biến đổi carbon dioxide và nước thành butanol, có thể dùng làm nhiên liệu.
Trong danh sách các nguồn năng lượng tái tạo như đập nước, các tấm quang năng (solar panel) hay turbine gió còn có thể bổ sung các đĩa kim loại dễ bị ăn mòn nhúng trong nước biển. Theo các nhà khoa học Mỹ, đĩa kim loại nhúng trong nước biển có thể mang lại lượng điện năng khá lớn; Chỉ cần bề mặt đĩa kim loại được phủ một lớp ô xít sắt thích hợp và nhúng trong nước biển.
Các tác giả công trình nghiên cứu nhấn mạnh, nguyên tắc hoạt động của điện cực như vậy hoàn toàn khác và không có điểm gì chung với cơ chế tạo ra dòng điện trong ắc quy với các điện cực kim loại và nước mặn. Nếu như trong ắc quy các phản ứng hóa học kéo theo dòng điện, thì trong phương pháp mới những biến đổi như vậy là không cần thiết. Quá trình mới biến động năng của nước thành dòng điện.
Bản thân hiện tượng, được gọi là hiệu ứng điện động học (điện di) đã được quan sát trước đó đối với graphen (tấm phẳng dày bằng một lớp nguyên tử của các nguyên tử carbon). Việc biến đổi động năng thành điện năng đối với graphen đạt tới hiệu suất 30% (trong khi các tấm quang năng có hiệu suất khoảng 20%).
Vấn đề là ở chỗ việc tạo ra các lớp graphen rất tốn kém. Còn nếu xét trên quy mô cần thiết để sản xuất lượng điện năng tương đối lớn thì đây là việc bất khả thi. Trong khi đó, có thể tạo ra các lớp rỉ sét mỏng trên những bề mặt lớn khá dễ dàng. “Có thể hình dung, một đĩa sắt với diện tích 10 m2 có khả năng sinh ra vài kilowatt điện, đủ để thắp sáng một ngôi nhà trung bình” – ông Tom Miller ở Viện Công nghệ California cho biết.
Cơ chế của hiện tượng sản sinh điện nói trên khá phức tạp, nhưng theo các nhà khoa học có thể giải thích theo cách đơn giản như sau: Các ion âm từ nước biển kéo điện tử từ đĩa kim loại (dưới lớp rỉ sét) và cùng với luồng nước các ion âm cuốn điện tử đi theo, dẫn tới hình thành dòng chảy điện tích và xuất hiện dòng điện. Có thể hình dung các kịch bản, trong đó những hiệu ứng này được ứng dụng thực tế. “Đây có thể là năng lượng thủy triều, chuyển động của các phao trên sóng biển, hoặc có thể là dòng chảy của máu trong mạch máu. Có thể sử dụng năng lượng này để truyền động cho các loại tay chân giả” – ông Miller giải thích.
Các nhà khoa học ở ĐH Uppsala có ý tưởng khác. Họ sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất năng lượng sạch mà không cần các tấm quang năng.
Các nhà khoa học đã nuôi vi khuẩn lam – một loại vi khuẩn có khả năng quang hợp. Vi khuẩn lam sử dụng năng lượng mặt trời để biến carbon dioxide và nước thành butanol, có thể sử dụng như nhiên liệu.
