Az üzemanyagcellák a talajból vonják ki az energiát

A Northwestern Egyetem kutatócsoportja kifejlesztett egy új üzemanyagcellát, amely energiát gyűjt a talaj lebontása során a mikroorganizmusok által termelt energiából.

A 3D-nyomtatott akkumulátorfedél kiáll a talajból. Fotó: Bill Yen/Northwestern University

Egy kis könyv méretű, talajjal működő akkumulátor életképes alternatívát kínál a mezőgazdaságban használt földalatti érzékelőkben található akkumulátorokkal szemben – jelentette az Interesting Engineering január 16-án. Az új kutatás a Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies című folyóiratban jelent meg.

A szakértői csapat hangsúlyozta az új üzemanyagcella tartósságát, utalva arra, hogy képes ellenállni a különböző környezeti feltételeknek, beleértve a száraz területeket és az árvízveszélyes területeket.

„Ezek a mikroorganizmusok nagyon bőségesen vannak jelen, mindenhol a talajban élnek. Egyszerű rendszereket használhatunk az áram kinyerésére tőlük. Nem fogunk egy egész várost ellátni árammal ekkora mennyiségű árammal. De kis mennyiségű áramot be tudunk kinyerni gyakorlati alkalmazásokhoz, amelyek kevés energiát igényelnek” – mondta George Wells, a kutatócsoport tagja.

Az akkumulátorokból származó vegyi anyagok beszivároghatnak a talajba, így az új technológia környezetbarát alternatívát is kínál, kiküszöbölve a mérgező és gyúlékony akkumulátor-alkatrészekkel kapcsolatos aggályokat.

Az új üzemanyagcella anódja szénszövetből, katódja pedig inert, vezetőképes fémből készült. A csapat vízlepergető anyagot vitt fel a katód felületére, amely lehetővé teszi a működését víz alatt, és biztosítja, hogy a víz alá kerülés után kiszáradjon.

Tiszta üzemanyagcellák a laboratóriumban (balra) és a talajban (jobbra). Fotó: Bill Yen/Northwestern Egyetem

Az üzemanyagcella prototípusa jól működött, 68-szor több áramot termelt, mint amennyi a szenzorai működtetéséhez szükséges volt. A cella emellett elég strapabíró volt ahhoz, hogy kibírja a talajnedvesség nagy ingadozását. A csapat a talajérzékelőt egy kis antennához is csatlakoztatta a vezeték nélküli kommunikáció érdekében, lehetővé téve az üzemanyagcella számára az adatok továbbítását egy közeli bázisállomásra. Figyelemre méltó, hogy az új üzemanyagcella nemcsak száraz és nedves körülmények között is működött, hanem körülbelül 120 százalékkal tovább tartott, mint a hasonló technológiák.

„A dolgok internetében (IoT) lévő eszközök száma folyamatosan növekszik. Ha elképzelünk egy olyan jövőt, amelyben billiónyi ilyen eszköz lesz, nem tudjuk mindegyiket lítiummal, nehézfémekkel és a környezetre veszélyes mérgező anyagokkal gyártani” – mondta Bill Yen, az új kutatás vezetője.

„Olyan alternatívákat kell találnunk, amelyek kis mennyiségű energiát tudnak biztosítani egy decentralizált eszközhálózat működtetéséhez. A megoldás megtalálása érdekében talajmikrobiális üzemanyagcellákon dolgozunk, amelyek speciális mikroorganizmusokat használnak a talaj lebontására, és ezt a kis mennyiségű elektromos áramot biztosítják az érzékelőknek. Amíg van szerves szén a talajban, amelyet a mikroorganizmusok lebonthatnak, az üzemanyagcellák a végtelenségig működhetnek” – összegezte Yen.

Thu Thao ( az Érdekes Mérnöki Irodalom szerint)

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