Новости

«Топливный элемент, работающий на грязи», извлекает почти безграничную энергию из почвы

"Топливный элемент, работающий на грязи" черпает практически безграничную энергию из почвы

Команда Северо-Западного университета продемонстрировала замечательный новый способ выработки электроэнергии с помощью устройства размером с мягкую обложку, которое прижимается к почве и собирает энергию, вырабатываемую микробами, расщепляющими грязь, — до тех пор, пока в почве есть углерод.

Микробные топливные элементы, как их называют, существуют уже более 100 лет. Они работают как батарея с анодом, катодом и электролитом – но вместо того, чтобы получать электричество из химических источников, они работают с бактериями, которые естественным образом отдают электроны близлежащим проводникам, поедая почву.

До сих пор проблема заключалась в том, чтобы обеспечить их водой и кислородом, пока они были закопаны в грязь. «Хотя концепция MFC существует уже более века, их ненадежная работа и низкая выходная мощность загнали в тупик усилия по их практическому использованию, особенно в условиях низкой влажности», — сказал выпускник UNW и руководитель проекта Билл Йен.

Чистые и грязные микробные топливные элементы с удаленным дискообразным анодом внизу Билл Йен/Северо-Западный университет

Как и в случае с другими сверхдолгосрочными источниками генерации энергии, такими как бета-вольтаические алмазные батареи, изготовленные с использованием ядерных отходов, здесь вырабатывается большое количество энергии. недостаточно велик, чтобы управлять автомобилем или смартфоном с грязным двигателем. Речь идет больше о питании небольших датчиков, которые могут работать в течение длительного времени без необходимости регулярной замены батарей.

«Если мы представим себе будущее с триллионами этих устройств, мы не сможем построить каждое из них из лития, тяжелых металлов и токсинов, опасных для окружающей среды», — сказал Йен. «Нам необходимо найти альтернативы, которые могут обеспечить небольшое количество энергии для питания децентрализованной сети устройств. В поисках решений мы обратились к микробным топливным элементам почвы, которые используют специальные микробы для разрушения почвы и используют это небольшое количество энергии. к питанию датчиков. Пока в почве есть органический углерод, который микробы могут расщепить, топливный элемент потенциально может работать вечно».

Таким образом, подобные датчики могут быть очень полезны фермерам, желающим контролировать различные элементы почвы – влажность, питательные вещества, загрязняющие вещества и т. д. – и применять высокотехнологичный подход к точному земледелию. Разместите несколько десятков таких вещей вокруг своей собственности, и они будут способны генерировать данные на годы, а возможно, даже на десятилетия вперед.

"Топливный элемент, работающий на грязи" извлекает практически безграничную энергию из почвы

Микробные топливные элементы в лабораторных испытаниях почвы. Билл Йен/Северо-Западный университет

Возможно, самое приятное здесь то, что все компоненты этой конструкции, по мнению исследовательской группы, можно купить в готовом виде по доступной цене. хозяйственный магазин. Таким образом, между этим исследованием и широкой коммерциализацией нет никаких проблем с цепочкой поставок или материалами.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 1 Среднее значение: 5]

Похожие статьи

Кнопка «Наверх»