Топливные элементы черпают энергию из земли

Группа исследователей из Северо-Западного университета разработала новый топливный элемент, который получает энергию, когда микроорганизмы разлагают почву.

Крышка аккумулятора, напечатанная на 3D-принтере, торчит из земли. Фото: Билл Йен/Северо-Западный университет

Почвенная батарея размером с небольшую книгу может стать жизнеспособной альтернативой батареям в подземных датчиках для сельского хозяйства , сообщило издание Interesting Engineering 16 января. 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, указав на его способность выдерживать различные условия окружающей среды, включая засушливые земли и районы, подверженные наводнениям.

«Эти микроорганизмы очень распространены, они живут в почве повсюду. Мы можем использовать простые системы для сбора из них электроэнергии. Мы не сможем обеспечить целый город таким количеством электроэнергии. Но мы можем собирать небольшие объемы электроэнергии для практических целей, требующих мало энергии», — сказал Джордж Уэллс, член исследовательской группы.

Химические вещества из батарей могут попадать в почву, поэтому новая технология также является экологически чистой альтернативой, устраняя опасения по поводу токсичных и легковоспламеняющихся компонентов батарей.

Новый топливный элемент использует углеродную ткань для анода и инертный, проводящий металл для катода. Команда нанесла водоотталкивающий материал на поверхность катода, что позволяет ему работать при погружении и обеспечивает его высыхание после погружения.

Чистые топливные элементы в лаборатории (слева) и в земле (справа). Фото: Билл Йен/Северо-Западный университет

Прототип топливного элемента работал хорошо, вырабатывая в 68 раз больше электроэнергии, чем требовалось для работы его датчиков. Ячейка также была достаточно прочной, чтобы выдерживать большие колебания влажности почвы. Команда также подключила датчик почвы к небольшой антенне для беспроводной связи, что позволило топливному элементу передавать данные на близлежащую базовую станцию. Примечательно, что новый топливный элемент не только работал как в сухих, так и влажных условиях, но и прослужил примерно на 120 процентов дольше, чем аналогичные технологии.

«Количество устройств в Интернете вещей постоянно растет. Если представить себе будущее с триллионами таких устройств, мы не сможем производить их все с использованием лития, тяжелых металлов и токсичных веществ, которые опасны для окружающей среды», — сказал Билл Йен, возглавлявший новое исследование.

«Нам нужно найти альтернативы, которые могут обеспечить небольшое количество энергии для работы децентрализованной сети устройств. Чтобы найти решение, мы работаем над микробными топливными элементами почвы, которые используют специальные микроорганизмы для расщепления почвы и обеспечивают датчики этим небольшим количеством электроэнергии. Пока в почве есть органический углерод для расщепления микроорганизмами, топливный элемент может работать бесконечно», — заключил Йен.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )

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