Sebuah pasukan penyelidikan di Universiti Northwestern telah membangunkan sel bahan api baharu yang menuai tenaga apabila mikroorganisma memecahkan tanah.
Penutup bateri bercetak 3D menonjol dari tanah. Foto: Bill Yen/Northwestern University
Bateri berkuasa tanah, kira-kira saiz sebuah buku kecil, menawarkan alternatif yang berdaya maju kepada bateri dalam sensor bawah tanah yang digunakan dalam pertanian , lapor Interesting Engineering pada 16 Januari. Penyelidikan baharu itu diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.
Pasukan pakar itu menekankan ketahanan sel bahan api baharu itu, dengan menyebut keupayaannya untuk menahan pelbagai keadaan persekitaran, termasuk tanah gersang dan kawasan yang mudah banjir.
"Mikroorganisma ini banyak terdapat di dalam tanah di mana-mana. Kita boleh menggunakan sistem mudah untuk menjana elektrik daripadanya. Kita tidak akan dapat membekalkan kuasa kepada seluruh bandar dengan jumlah elektrik ini. Tetapi kita boleh menggunakan sejumlah kecil elektrik untuk aplikasi praktikal dan tenaga rendah," kata George Wells, ahli pasukan penyelidikan.
Bahan kimia daripada bateri boleh meresap ke dalam tanah. Oleh itu, teknologi baharu ini juga merupakan alternatif mesra alam, menghapuskan kebimbangan yang berkaitan dengan komponen bateri yang toksik dan mudah terbakar.
Sel bahan api baharu ini menggunakan fabrik karbon untuk anod dan logam konduktif lengai untuk katod. Pasukan penyelidikan menggunakan bahan kalis air pada permukaan katod, membolehkannya berfungsi dalam keadaan banjir dan memastikan ia kering selepas direndam.
Bersihkan sel bahan api di makmal (kiri) dan apabila diliputi tanah (kanan). Foto: Bill Yen/Northwestern University
Sel bahan api prototaip beroperasi dengan cekap, menjana 68 kali ganda jumlah elektrik yang diperlukan untuk menggerakkan sensornya. Bateri ini juga cukup kuat untuk menahan turun naik kelembapan tanah yang besar. Pasukan ini juga menyambungkan sensor tanah kepada antena kecil untuk komunikasi tanpa wayar. Ini membolehkan sel bahan api menghantar data ke stesen berdekatan. Terutamanya, sel bahan api baharu bukan sahaja berfungsi dalam keadaan kering dan basah tetapi juga beroperasi kira-kira 120% lebih andal berbanding teknologi yang serupa.
"Bilangan peranti dalam Internet of Things (IoT) sentiasa meningkat. Jika kita membayangkan masa depan dengan berbilion-bilion peranti ini, kita tidak mungkin dapat mengeluarkan semuanya menggunakan litium, logam berat dan bahan berbahaya alam sekitar yang lain," kata Bill Yen, ketua penyelidik kajian baharu itu.
"Kita perlu mencari penyelesaian alternatif yang boleh menyediakan sedikit tenaga untuk menggerakkan rangkaian peranti yang terpencar. Untuk mencari penyelesaian, kami telah mengkaji sel bahan api mikrob berasaskan tanah, menggunakan mikroorganisma khas untuk menguraikan tanah dan membekalkan sedikit elektrik ini kepada sensor. Selagi terdapat karbon organik di dalam tanah untuk mikroorganisma menguraikannya, sel bahan api boleh bertahan selama-lamanya," simpul Yen.
Kha Thao (Menurut Kejuruteraan Menarik )
[iklan_2]
Pautan sumber
Komen (0)