Створено пристрій, який для вироблення електроенергії використовує мікробів

Вчені з Північно-Західного університету (США) представили грязьовий паливний елемент, який теоретично може працювати нескінченно довго. Нова розробка є результатом роботи дослідницької групи на чолі з професором Джонатаном Хойлом. Про це пише видання Екотехніка.

Пристрій використовує мікроорганізми, що живуть у ґрунті, для вироблення енергії, що робить його багатообіцяючим інструментом для застосування у прецизійному сільському господарстві та створення «зеленої» інфраструктури.

Паливний елемент, розміром зі стандартну книгу, отримує всю свою енергію з ґрунту. Він може постачати енергію до підземних датчиків, які використовуються для вимірювання вологості ґрунту і виявлення тактильних відчуттів, які можуть, наприклад, використовуватися для відстеження тварин, що проходять повз. Крім того, пристрій оснащений невеликою антеною, яка передає дані на сусідню базову станцію, відбиваючи існуючі радіочастотні сигнали.

Однією з головних переваг паливного елемента є його здатність працювати як у вологих, так і сухих умовах, забезпечуючи надійність застосування в різних середовищах. Ця технологія може стати проривом, пропонуючи стійку і поновлювану альтернативу звичайним батареям, які містять токсичні і легкозаймисті хімічні речовини, що загрожують навколишньому середовищу.

Унікальність ґрунтових паливних елементів полягає в їхній конструкції. На відміну від традиційних рішень, де аноди і катоди розташовані паралельно один одному, цей паливний елемент має вертикальну конструкцію. Анод виготовлений з вуглецевої повсті, дешевого і поширеного провідника для уловлювання електронів, вироблених мікроорганізмами, і розташований горизонтально до землі. Катод виготовлений з інертного, провідного металу і розміщений вертикально над анодом. Така конструкція забезпечує постійний доступ повітря і води, які необхідні для роботи мікробного паливного елемента.

Що показали випробування паливного елемента на свіжому повітрі?

Випробування на відкритому повітрі показали, що прототип паливного елемента ефективно працює як в сухому, так і в насиченому вологому середовищі. Секрет успіху полягає в його формі. Аноди з вуглецевого фетру розташовані горизонтально, а струмопровідні металеві катоди - вертикально. Такий підхід гарантує, що верхня частина катода міцно закріплена на землі і контактує з повітрям, в той час як нижня частина катода підтримується у вологому стані за рахунок навколишнього ґрунту. Після затоплення вертикальна конструкція дозволяє катоду поступово висихати.

Проєкт підтримується Національним науковим фондом, Національним агропродовольчим науково-дослідним інститутом і компанією VMware Research. Вчені в США планують проводити подальші дослідження і вдосконалювати пристрій. Вони впевнені, що комерційні продукти на основі "грязьових паливних елементів" з'являться на ринку вже через кілька років.