Sel bahan api mengekstrak tenaga dari tanah

Satu pasukan penyelidik di Northwestern University telah membangunkan sel bahan api baharu yang menangkap tenaga semasa mikroorganisma mengurai tanah.

Penutup bateri bercetak 3D menonjol dari tanah. Foto: Bill Yen/Universiti Barat Laut

Bateri berkuasa tanah sebesar buku kecil menawarkan alternatif yang berdaya maju kepada bateri dalam penderia bawah tanah untuk pertanian , Kejuruteraan Menarik dilaporkan 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 menekankan ketahanan sel bahan api baharu itu, merujuk kepada keupayaannya untuk menahan keadaan persekitaran yang berbeza, termasuk tanah gersang dan kawasan mudah banjir.

"Mikroorganisma ini sangat banyak, mereka hidup di dalam tanah di mana-mana sahaja. Kami boleh menggunakan sistem mudah untuk menuai elektrik daripada mereka. Kami tidak akan memberi kuasa kepada seluruh bandar dengan jumlah elektrik ini. Tetapi kami boleh menuai sejumlah kecil tenaga elektrik untuk aplikasi praktikal yang memerlukan sedikit tenaga, "kata George Wells, ahli pasukan penyelidik.

Bahan kimia daripada bateri boleh meresap ke dalam tanah, jadi teknologi baharu ini juga merupakan alternatif mesra alam, menghapuskan kebimbangan berkaitan komponen bateri toksik dan mudah terbakar.

Sel bahan api baharu menggunakan fabrik karbon untuk anod dan logam konduktif lengai untuk katod. Pasukan itu menggunakan bahan kalis air pada permukaan katod, membolehkan ia beroperasi apabila tenggelam dan memastikan ia kering selepas tenggelam.

Bersihkan sel bahan api di makmal (kiri) dan dalam tanah (kanan). Foto: Bill Yen/Universiti Barat Laut

Prototaip sel bahan api berfungsi dengan baik, menjana 68 kali lebih banyak tenaga elektrik daripada yang diperlukan untuk menggerakkan sensornya. Sel itu juga cukup lasak untuk bertahan dengan turun naik yang besar dalam kelembapan tanah. Pasukan itu juga menyambungkan sensor tanah ke antena kecil untuk komunikasi tanpa wayar, membolehkan sel bahan api menghantar data ke stesen pangkalan berdekatan. Terutamanya, sel bahan api baharu bukan sahaja berfungsi dalam kedua-dua keadaan kering dan basah, tetapi juga bertahan kira-kira 120 peratus lebih lama daripada teknologi serupa.

"Bilangan peranti dalam Internet of Things sentiasa berkembang. Jika kita membayangkan masa depan dengan bertrilion peranti ini, kita tidak boleh mengeluarkan semuanya dengan litium, logam berat dan bahan toksik yang berbahaya kepada alam sekitar," kata Bill Yen, yang mengetuai penyelidikan baharu itu.

"Kita perlu mencari alternatif yang boleh membekalkan sejumlah kecil tenaga untuk menjalankan rangkaian peranti terdesentralisasi. Untuk mencari penyelesaian, kami telah mengusahakan sel bahan api mikrob tanah, yang menggunakan mikroorganisma khas untuk memecahkan tanah dan membekalkan jumlah elektrik yang kecil ini kepada penderia. Selagi terdapat karbon organik dalam tanah untuk mikroorganisma dipecahkan, sel bahan api boleh bertahan selama-lamanya," kesimpulan Yen.

Thu Thao (Menurut Kejuruteraan Menarik )

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