Sel bahan bakar mengekstrak energi dari tanah.

Sebuah tim peneliti di Northwestern University telah mengembangkan sel bahan bakar baru yang memanen energi saat mikroorganisme menguraikan tanah.

Penutup baterai hasil cetak 3D menonjol dari permukaan tanah. Foto: Bill Yen/Universitas Northwestern

Sebuah baterai bertenaga tanah seukuran buku kecil menawarkan alternatif yang layak untuk baterai pada sensor bawah tanah yang digunakan di bidang pertanian , demikian dilaporkan Interesting Engineering pada 16 Januari. Penelitian baru ini diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Tim ahli tersebut menyoroti daya tahan sel bahan bakar baru ini, dengan menyebutkan kemampuannya untuk tahan terhadap beragam kondisi lingkungan, termasuk lahan kering dan daerah rawan banjir.

"Mikroorganisme ini sangat melimpah; mereka hidup di tanah di mana-mana. Kita dapat menggunakan sistem sederhana untuk menghasilkan listrik dari mereka. Kita tidak akan mampu memasok listrik ke seluruh kota dengan jumlah listrik ini. Tetapi kita dapat memanen sejumlah kecil listrik untuk aplikasi praktis yang hemat energi," kata George Wells, anggota tim peneliti.

Bahan kimia dari baterai dapat meresap ke dalam tanah. Oleh karena itu, teknologi baru ini juga merupakan alternatif yang ramah lingkungan, menghilangkan kekhawatiran yang terkait dengan komponen baterai yang beracun dan mudah terbakar.

Sel bahan bakar baru ini menggunakan kain karbon untuk anoda dan logam konduktif inert untuk katoda. Tim peneliti menggunakan material kedap air pada permukaan katoda, sehingga dapat berfungsi dalam kondisi tergenang air dan memastikan katoda mengering setelah terendam.

Sel bahan bakar bersih di laboratorium (kiri) dan saat tertutup kotoran (kanan). Foto: Bill Yen/Universitas Northwestern

Prototipe sel bahan bakar ini beroperasi secara efisien, menghasilkan listrik 68 kali lebih banyak daripada yang dibutuhkan untuk memberi daya pada sensornya. Baterai ini juga cukup kuat untuk menahan fluktuasi besar dalam kelembaban tanah. Tim juga menghubungkan sensor tanah ke antena kecil untuk komunikasi nirkabel. Hal ini memungkinkan sel bahan bakar untuk mengirimkan data ke stasiun terdekat. Yang menarik, sel bahan bakar baru ini tidak hanya beroperasi dalam kondisi kering dan basah, tetapi juga bertahan sekitar 120% lebih lama daripada teknologi serupa.

"Jumlah perangkat dalam Internet of Things terus meningkat. Jika kita membayangkan masa depan dengan triliunan perangkat ini, kita tidak mungkin dapat memproduksi semuanya menggunakan litium, logam berat, dan zat berbahaya bagi lingkungan lainnya," kata Bill Yen, peneliti utama studi baru tersebut.

"Kita perlu menemukan solusi alternatif yang dapat menyediakan sejumlah kecil energi untuk memberi daya pada jaringan perangkat yang terdesentralisasi. Untuk menemukan solusi, kami telah meneliti sel bahan bakar mikroba berbasis tanah, menggunakan mikroorganisme khusus untuk menguraikan tanah dan menyediakan sejumlah kecil listrik ini ke sensor. Selama ada karbon organik di dalam tanah untuk diuraikan oleh mikroorganisme, sel bahan bakar dapat bertahan tanpa batas waktu," Yen menyimpulkan.

Thu Thao (Menurut Interesting Engineering )

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