Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern ha desarrollado una nueva pila de combustible que captura energía cuando los microorganismos descomponen el suelo.
La tapa de la batería, impresa en 3D, sobresale del suelo. Foto: Bill Yen/Universidad Northwestern
Una batería alimentada por el suelo del tamaño de un libro pequeño ofrece una alternativa viable a las baterías de los sensores subterráneos para la agricultura , informó Interesting Engineering el 16 de enero. La nueva investigación fue publicada en la revista Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.
El equipo de expertos destacó la durabilidad de la nueva celda de combustible, haciendo referencia a su capacidad de soportar diferentes condiciones ambientales, incluidas tierras áridas y áreas propensas a inundaciones.
"Estos microorganismos son muy abundantes; viven en el suelo de todas partes. Podemos usar sistemas sencillos para generar electricidad a partir de ellos. No abasteceremos una ciudad entera con esta cantidad de electricidad. Pero sí podemos generar pequeñas cantidades de electricidad para aplicaciones prácticas que requieren poca energía", afirmó George Wells, miembro del equipo de investigación.
Los productos químicos de las baterías pueden filtrarse al suelo, por lo que la nueva tecnología también es una alternativa respetuosa con el medio ambiente, eliminando las preocupaciones sobre los componentes tóxicos e inflamables de las baterías.
La nueva pila de combustible utiliza tejido de carbono para el ánodo y un metal conductor inerte para el cátodo. El equipo aplicó un material hidrófugo a la superficie del cátodo, lo que le permite funcionar sumergido y garantiza su secado.
Pilas de combustible limpias en el laboratorio (izquierda) y en el suelo (derecha). Foto: Bill Yen/Universidad Northwestern
El prototipo de pila de combustible funcionó bien, generando 68 veces más electricidad de la necesaria para alimentar sus sensores. Además, la pila era lo suficientemente robusta como para soportar grandes fluctuaciones en la humedad del suelo. El equipo también conectó el sensor de suelo a una pequeña antena para la comunicación inalámbrica, lo que permitió que la pila de combustible transmitiera datos a una estación base cercana. Cabe destacar que la nueva pila de combustible no solo funcionó tanto en condiciones secas como húmedas, sino que también duró aproximadamente un 120 % más que tecnologías similares.
“El número de dispositivos en el Internet de las Cosas crece constantemente. Si imaginamos un futuro con billones de estos dispositivos, no podemos fabricarlos todos con litio, metales pesados y sustancias tóxicas peligrosas para el medio ambiente”, afirmó Bill Yen, quien dirigió la nueva investigación.
Necesitamos encontrar alternativas que proporcionen pequeñas cantidades de energía para operar una red descentralizada de dispositivos. Para encontrar una solución, hemos estado trabajando en celdas de combustible microbianas del suelo, que utilizan microorganismos especiales para descomponer el suelo y proporcionar esta pequeña cantidad de electricidad a los sensores. Mientras haya carbono orgánico en el suelo que los microorganismos puedan descomponer, la celda de combustible puede durar indefinidamente, concluyó Yen.
Thu Thao (Según Interesting Engineering )
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