Паливні елементи витягують енергію з землі

Команда дослідників з Північно-Західного університету розробила новий паливний елемент, який уловлює енергію, яку мікроорганізми розкладають під час розкладання ґрунту.

Кришка акумуляторного відсіку, надрукована на 3D-принтері, виступає з землі. Фото: Білл Єн/Північно-Західний університет

Ґрунтовий акумулятор розміром з невелику книгу пропонує життєздатну альтернативу батареям у підземних датчиках для сільського господарства , повідомило видання Interesting Engineering 16 січня. Нове дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Команда експертів наголосила на довговічності нового паливного елемента, посилаючись на його здатність витримувати різні умови навколишнього середовища, включаючи посушливі землі та райони, схильні до повеней.

«Ці мікроорганізми дуже поширені, вони живуть у ґрунті всюди. Ми можемо використовувати прості системи для збору електроенергії з них. Ми не зможемо забезпечити ціле місто такою кількістю електроенергії. Але ми можемо збирати невелику кількість електроенергії для практичних застосувань, які потребують мало енергії», – сказав Джордж Веллс, член дослідницької групи.

Хімічні речовини з акумуляторів можуть потрапляти в ґрунт, тому нова технологія також є екологічно чистою альтернативою, усуваючи проблеми, пов'язані з токсичними та легкозаймистими компонентами акумуляторів.

У новому паливному елементі використовується вуглецева тканина для анода та інертний, провідний метал для катода. Команда дослідників нанесла водовідштовхувальний матеріал на поверхню катода, що дозволяє йому працювати під час занурення та гарантує його висихання після занурення.

Чисті паливні елементи в лабораторії (ліворуч) та в ґрунті (праворуч). Фото: Білл Єн/Північно-Західний університет

Прототип паливного елемента працював добре, генеруючи в 68 разів більше електроенергії, ніж потрібно для живлення його датчиків. Елемент також був достатньо міцним, щоб витримувати значні коливання вологості ґрунту. Команда також підключила датчик ґрунту до невеликої антени для бездротового зв'язку, що дозволило паливному елементу передавати дані на найближчу базову станцію. Примітно, що новий паливний елемент не лише працював як у сухих, так і у вологих умовах, але й служив приблизно на 120 відсотків довше, ніж аналогічні технології.

«Кількість пристроїв в Інтернеті речей постійно зростає. Якщо ми уявимо собі майбутнє з трильйонами таких пристроїв, ми не можемо виробляти їх усі з літію, важких металів та токсичних речовин, небезпечних для навколишнього середовища», – сказав Білл Єн, який керував новим дослідженням.

«Нам потрібно знайти альтернативи, які можуть забезпечити невелику кількість енергії для роботи децентралізованої мережі пристроїв. Щоб знайти рішення, ми працюємо над ґрунтовими мікробними паливними елементами, які використовують спеціальні мікроорганізми для розщеплення ґрунту та забезпечення цієї невеликої кількості електроенергії датчиками. Поки в ґрунті є органічний вуглець, який мікроорганізми можуть розщеплювати, паливні елементи можуть працювати необмежений час», – підсумував Єн.

Тху Тао (Згідно з Цікавою інженерією )

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