ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นได้พัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงชนิดใหม่ที่เก็บกักพลังงานขณะที่จุลินทรีย์ย่อยสลายดิน
ฝาครอบแบตเตอรี่ที่พิมพ์แบบ 3 มิติยื่นออกมาจากพื้นดิน ภาพถ่ายโดย Bill Yen/มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
แบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานจากดินขนาดเท่าหนังสือเล่มเล็กเป็นทางเลือกอื่นแทนแบตเตอรี่ที่ติดตั้งในเซ็นเซอร์ใต้ดินเพื่อ การเกษตร Interesting Engineering รายงานเมื่อวันที่ 16 มกราคม การวิจัยครั้งใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies
ทีมผู้เชี่ยวชาญเน้นย้ำถึงความทนทานของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดใหม่ โดยอ้างอิงถึงความสามารถในการทนต่อสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน รวมถึงพื้นที่แห้งแล้งและพื้นที่เสี่ยงต่อน้ำท่วม
“จุลินทรีย์เหล่านี้มีอยู่มากมายและอาศัยอยู่ในดินทุกที่ เราสามารถใช้ระบบง่ายๆ เพื่อผลิตไฟฟ้าจากจุลินทรีย์เหล่านี้ได้ แม้ว่าเราจะไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ทั่วทั้งเมืองด้วยปริมาณไฟฟ้าเท่านี้ แต่เราสามารถผลิตไฟฟ้าได้ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อนำไปใช้งานจริงที่ต้องการพลังงานเพียงเล็กน้อย” จอร์จ เวลส์ หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว
สารเคมีจากแบตเตอรี่สามารถรั่วไหลลงในดินได้ ดังนั้นเทคโนโลยีใหม่นี้จึงเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยขจัดความกังวลเกี่ยวกับส่วนประกอบแบตเตอรี่ที่เป็นพิษและติดไฟได้
เซลล์เชื้อเพลิงใหม่ใช้ผ้าคาร์บอนสำหรับขั้วบวกและโลหะเฉื่อยที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าสำหรับขั้วลบ ทีมงานได้ใช้สารกันน้ำบนพื้นผิวของขั้วลบ ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานได้เมื่อจมอยู่ใต้น้ำ และมั่นใจได้ว่าจะแห้งหลังจากจมอยู่ใต้น้ำ
เซลล์เชื้อเพลิงสะอาดในห้องแล็บ (ซ้าย) และในพื้นดิน (ขวา) ภาพ: Bill Yen/มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
ต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงทำงานได้ดี โดยผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่จำเป็นในการขับเคลื่อนเซ็นเซอร์ถึง 68 เท่า นอกจากนี้ เซลล์ดังกล่าวยังมีความทนทานเพียงพอที่จะทนต่อความชื้นในดินที่ผันผวนอย่างมาก ทีมงานยังได้เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ในดินกับเสาอากาศขนาดเล็กเพื่อการสื่อสารแบบไร้สาย ทำให้เซลล์เชื้อเพลิงสามารถส่งข้อมูลไปยังสถานีฐานที่อยู่ใกล้เคียงได้ ที่น่าสังเกตคือ เซลล์เชื้อเพลิงชนิดใหม่ไม่เพียงแต่ทำงานได้ในสภาวะแห้งและเปียกเท่านั้น แต่ยังใช้งานได้นานกว่าเทคโนโลยีที่คล้ายกันประมาณ 120 เปอร์เซ็นต์อีกด้วย
“จำนวนอุปกรณ์ในอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง หากเราลองจินตนาการถึงอนาคตที่มีอุปกรณ์เหล่านี้นับล้านล้านชิ้น เราจะไม่สามารถผลิตอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดด้วยลิเธียม โลหะหนัก และสารพิษที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมได้” บิล เยน ผู้เป็นหัวหน้าการวิจัยครั้งใหม่กล่าว
“เราจำเป็นต้องค้นหาทางเลือกอื่นที่สามารถให้พลังงานในปริมาณเล็กน้อยเพื่อใช้งานเครือข่ายอุปกรณ์แบบกระจายอำนาจ เพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหา เราได้ดำเนินการกับเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ในดิน ซึ่งใช้จุลินทรีย์ชนิดพิเศษในการย่อยสลายดินและจ่ายไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยนี้ให้กับเซ็นเซอร์ ตราบใดที่ดินยังมีคาร์บอนอินทรีย์ให้จุลินทรีย์ย่อยสลาย เซลล์เชื้อเพลิงก็จะอยู่ได้ตลอดไป” เยนกล่าวสรุป
ทูเทา (ตาม หลักวิศวกรรมศาสตร์ที่น่าสนใจ )
ลิงค์ที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)