Τα στοιχεία καυσίμου εξάγουν ενέργεια από το έδαφος

Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Northwestern ανέπτυξε μια νέα κυψέλη καυσίμου που συλλαμβάνει ενέργεια καθώς οι μικροοργανισμοί αποσυνθέτουν το έδαφος.

Το τρισδιάστατα εκτυπωμένο κάλυμμα μπαταρίας προεξέχει από το έδαφος. Φωτογραφία: Bill Yen/Πανεπιστήμιο Northwestern

Μια μπαταρία που τροφοδοτείται από το έδαφος, στο μέγεθος ενός μικρού βιβλίου, προσφέρει μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στις μπαταρίες σε υπόγειους αισθητήρες για τη γεωργία , ανέφερε το Interesting Engineering στις 16 Ιανουαρίου. Η νέα έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Η ομάδα εμπειρογνωμόνων τόνισε την ανθεκτικότητα της νέας κυψέλης καυσίμου, αναφερόμενη στην ικανότητά της να αντέχει σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες, συμπεριλαμβανομένων των άγονων εδαφών και των περιοχών που είναι επιρρεπείς σε πλημμύρες.

«Αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι πολύ άφθονοι, ζουν στο έδαφος παντού. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε απλά συστήματα για να συλλέξουμε ηλεκτρική ενέργεια από αυτούς. Δεν θα τροφοδοτήσουμε μια ολόκληρη πόλη με αυτή την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά μπορούμε να συλλέξουμε μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας για πρακτικές εφαρμογές που απαιτούν λίγη ενέργεια», δήλωσε ο George Wells, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Οι χημικές ουσίες από τις μπαταρίες μπορούν να διαρρεύσουν στο έδαφος, επομένως η νέα τεχνολογία αποτελεί επίσης μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση, εξαλείφοντας τις ανησυχίες που σχετίζονται με τα τοξικά και εύφλεκτα εξαρτήματα των μπαταριών.

Η νέα κυψέλη καυσίμου χρησιμοποιεί ύφασμα άνθρακα για την άνοδο και ένα αδρανές, αγώγιμο μέταλλο για την κάθοδο. Η ομάδα εφάρμοσε ένα υδατοαπωθητικό υλικό στην επιφάνεια της καθόδου, επιτρέποντάς της να λειτουργεί όταν βυθίζεται και διασφαλίζοντας ότι θα στεγνώσει μετά την εμβάπτιση.

Καθαρές κυψέλες καυσίμου στο εργαστήριο (αριστερά) και στο έδαφος (δεξιά). Φωτογραφία: Bill Yen/Πανεπιστήμιο Northwestern

Το πρωτότυπο της κυψέλης καυσίμου λειτούργησε καλά, παράγοντας 68 φορές περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από όση χρειαζόταν για την τροφοδοσία των αισθητήρων της. Η κυψέλη ήταν επίσης αρκετά ανθεκτική ώστε να αντέχει σε μεγάλες διακυμάνσεις της υγρασίας του εδάφους. Η ομάδα συνέδεσε επίσης τον αισθητήρα εδάφους με μια μικρή κεραία για ασύρματη επικοινωνία, επιτρέποντας στην κυψέλη καυσίμου να μεταδίδει δεδομένα σε έναν κοντινό σταθμό βάσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι η νέα κυψέλη καυσίμου όχι μόνο λειτούργησε τόσο σε ξηρές όσο και σε υγρές συνθήκες, αλλά διήρκεσε και περίπου 120% περισσότερο από παρόμοιες τεχνολογίες.

«Ο αριθμός των συσκευών στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων αυξάνεται συνεχώς. Αν φανταστούμε ένα μέλλον με τρισεκατομμύρια από αυτές τις συσκευές, δεν μπορούμε να τις κατασκευάσουμε όλες με λίθιο, βαρέα μέταλλα και τοξικές ουσίες που είναι επικίνδυνες για το περιβάλλον», δήλωσε ο Μπιλ Γεν, επικεφαλής της νέας έρευνας.

«Πρέπει να βρούμε εναλλακτικές λύσεις που μπορούν να παρέχουν μικρές ποσότητες ενέργειας για τη λειτουργία ενός αποκεντρωμένου δικτύου συσκευών. Για να βρούμε μια λύση, εργαζόμαστε σε μικροβιακές κυψέλες καυσίμου εδάφους, οι οποίες χρησιμοποιούν ειδικούς μικροοργανισμούς για να διασπάσουν το έδαφος και να παρέχουν αυτή τη μικρή ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας στους αισθητήρες. Όσο υπάρχει οργανικός άνθρακας στο έδαφος για να διασπαστούν οι μικροοργανισμοί, οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να διαρκέσουν επ' αόριστον», κατέληξε ο Γεν.

Thu Thao (Σύμφωνα με το Interesting Engineering )

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