Hitech logo

Идеи

Изобретен эффективный микробный топливный элемент

TODO:
Георгий Голованов17 января, 18:08

Микробные топливные элементы известны человечеству уже свыше сотни лет. Как и у более привычных батарей, у них есть анод, катод и электролит — но вместо того чтобы получать электричество из химических источников, они забирают ее у микроорганизмов, которые живут в почве, в обмен на воду и кислород. Однако их ненадежность и низкая выходная мощность препятствовали созданию экономически выгодных МТЭ, особенно для среды с низкой влажностью. Команда американских ученых придумала, как сделать их эффективными.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Ученые из Северо-Западного университета разработала несколько прототипов МТЭ, облегчающих микробам постоянный доступ к кислороду и воде. Наиболее эффективным оказалась конструкция в форме картриджа, вертикально стоящего на плоском диске — куске углеродного войлока, выполняющего роль анода. Диск нужно закопать глубоко в землю, где он сможет улавливать электроны, возникающие в результате жизнедеятельности обитающих там микроорганизмов.

Проводящий металлический катод расположен на аноде вертикально. Его нижняя часть касается влажной земли, а верхняя торчит на поверхности, обеспечивая приток свежего воздуха. От грязи и прочего мусора его защищает крышка. Часть катода также покрыта водоотталкивающим материалом, так что в случае подтопления подача кислорода не прекратится.

Испытания в почвах с разным уровнем влажности от полностью подводных до сухих, с объемом влаги не более 41%, показали хорошую производительность устройства. В среднем МТЭ вырабатывал примерно в 68 раз больше электроэнергии, чем потребляли его детекторы и система передачи данных.

Этого объема, как пишет New Atlas, должно хватить для питания небольших сенсоров, которые могут пригодиться фермерам для измерения различных показателей почвы: влажности, кислотности, питательных веществ и так далее. Они смогут работать долгие годы, не требуя замены батареек. А для их производства не понадобятся ни литий, ни тяжелые металлы.

Ученые из Университета Линчёпинга разработали электропроводящую «почву» для гидропоники под названием eSoil. Эта технология позволяет увеличить рост саженцев ячменя на 50% за 15 дней. Новый электропроводящий субстрат eSoil, изготовленный из целлюлозы и проводящего полимера, потребляет мало энергии и не требует высокого напряжения.