Топливные элементы извлекают энергию из почвы.

Исследовательская группа из Северо-Западного университета разработала новый топливный элемент, который извлекает энергию из микроорганизмов, разлагающих почву.

Крышка батарейного отсека, напечатанная на 3D-принтере, выступает из земли. Фото: Билл Йен/Северо-западный университет

Как сообщило издание Interesting Engineering 16 января, питаемая от почвы батарея размером с книжку предлагает жизнеспособную альтернативу батареям в подземных датчиках, используемых в сельском хозяйстве . Новое исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Группа экспертов подчеркнула долговечность нового топливного элемента, отметив его способность выдерживать различные условия окружающей среды, включая засушливые районы и территории, подверженные наводнениям.

«Эти микроорганизмы многочисленны; они живут в почве повсюду. Мы можем использовать простые системы для выработки электроэнергии из них. Мы не сможем обеспечить электроэнергией целый город таким количеством электроэнергии. Но мы можем получать небольшие объемы электроэнергии для практических, энергосберегающих применений», — сказал Джордж Уэллс, член исследовательской группы.

Химические вещества из батарей могут просачиваться в почву. Поэтому новая технология также является экологически чистой альтернативой, устраняя проблемы, связанные с токсичными и легковоспламеняющимися компонентами батарей.

В новом топливном элементе в качестве анода используется углеродная ткань, а в качестве катода — инертный проводящий металл. Исследовательская группа использовала водонепроницаемый материал на поверхности катода, что позволяет ему функционировать в условиях затопления и обеспечивает его высыхание после погружения.

Чистый топливный элемент в лаборатории (слева) и покрытый грязью (справа). Фото: Билл Йен/Северо-западный университет

Прототип топливного элемента работает эффективно, вырабатывая в 68 раз больше электроэнергии, чем необходимо для питания его датчиков. Батарея также достаточно прочна, чтобы выдерживать значительные колебания влажности почвы. Команда также подключила датчики влажности почвы к небольшой антенне для беспроводной связи. Это позволяет топливному элементу передавать данные на ближайшую станцию. Примечательно, что новый топливный элемент не только работает как в сухих, так и во влажных условиях, но и служит примерно на 120% дольше, чем аналогичные технологии.

«Количество устройств в Интернете вещей постоянно растет. Если мы представим себе будущее с триллионами таких устройств, мы никак не сможем произвести их все, используя литий, тяжелые металлы и другие экологически опасные вещества», — заявил Билл Йен, ведущий исследователь нового исследования.

«Нам необходимо найти альтернативные решения, которые могли бы обеспечивать небольшое количество энергии для питания сети децентрализованных устройств. Для поиска такого решения мы исследуем микробные топливные элементы на основе почвы, используя специальные микроорганизмы для разложения почвы и подачи небольшого количества электроэнергии к датчикам. Пока в почве есть органический углерод, который микроорганизмы могут разлагать, топливный элемент может работать неограниченно долго», — заключил Йен.

Тху Тао (по данным Interesting Engineering )

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