Palivové články získávají energii ze země

Tým výzkumníků z Northwestern University vyvinul nový palivový článek, který zachycuje energii, kterou mikroorganismy rozkládají v půdě.

Kryt baterie vytištěný 3D tiskárnou vyčnívá ze země. Foto: Bill Yen/Northwestern University

Baterie napájená z půdy o velikosti malé knihy nabízí životaschopnou alternativu k bateriím v podzemních senzorech pro zemědělství , informoval 16. ledna časopis Interesting Engineering . Nový výzkum byl publikován v časopise Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Tým expertů zdůraznil odolnost nového palivového článku s odkazem na jeho schopnost odolávat různým podmínkám prostředí, včetně suchých oblastí a oblastí náchylných k záplavám.

„Tyto mikroorganismy jsou velmi hojné, žijí všude v půdě. Můžeme z nich pomocí jednoduchých systémů získávat elektřinu. S tímto množstvím elektřiny nenapájíme celé město. Můžeme však získat malé množství elektřiny pro praktické aplikace, které vyžadují málo energie,“ řekl George Wells, člen výzkumného týmu.

Chemikálie z baterií se mohou vyplavovat do půdy, takže nová technologie je také ekologickou alternativou a eliminuje obavy týkající se toxických a hořlavých součástí baterií.

Nový palivový článek používá uhlíkovou tkaninu jako anodu a inertní, vodivý kov jako katodu. Tým aplikoval na povrch katody vodoodpudivý materiál, který jí umožňuje provoz i po ponoření a zajišťuje její vyschnutí po ponoření.

Čisté palivové články v laboratoři (vlevo) a v půdě (vpravo). Foto: Bill Yen/Northwestern University

Prototyp palivového článku fungoval dobře a generoval 68krát více elektřiny, než bylo potřeba k napájení jeho senzorů. Článek byl také dostatečně robustní, aby vydržel velké výkyvy vlhkosti půdy. Tým také připojil půdní senzor k malé anténě pro bezdrátovou komunikaci, což umožnilo palivovému článku přenášet data do blízké základnové stanice. Je pozoruhodné, že nový palivový článek nejen fungoval v suchých i mokrých podmínkách, ale také vydržel přibližně o 120 procent déle než podobné technologie.

„Počet zařízení v internetu věcí neustále roste. Pokud si představíme budoucnost s biliony těchto zařízení, nemůžeme je všechna vyrobit s lithiem, těžkými kovy a toxickými látkami, které jsou nebezpečné pro životní prostředí,“ řekl Bill Yen, který vedl nový výzkum.

„Potřebujeme najít alternativy, které mohou poskytovat malé množství energie pro provoz decentralizované sítě zařízení. Abychom našli řešení, pracujeme na půdních mikrobiálních palivových článcích, které využívají speciální mikroorganismy k rozkladu půdy a dodávají toto malé množství elektřiny senzorům. Dokud je v půdě organický uhlík, který mikroorganismy mohou rozkládat, palivové články mohou vydržet neomezeně dlouho,“ uzavřel Yen.

Thu Thao (podle Zajímavého inženýrství )

Zdrojový odkaz: https://vnexpress.net/pin-nhien-lieu-lay-nang-luong-tu-dat-4701554.html