Инженеры разработали устройство, которое добывает энергию из грязи

Мягкое устройство собирает энергию, вырабатываемую микробами в почве. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Исследователи из Северо-Западного университета в США продемонстрировала новый способ выработки электричество с помощью устройства, погружаемого в «грязь». Мягкий прибор размером с книгу закапывается в почву и собирает энергию, вырабатываемую микробами.

Концепция микробных топливных элементов существует достаточно давно. Они используют бактерии, которые отдают электроны близлежащим проводникам, поедая почву. Основная проблема с практической реализацией этой идеи заключалась в том, чтобы снабжать устройство и бактерии водой и кислородом, пока они закопаны в грязь.

Конструкция почвенного топливного элемента. Изображения: Bill Yen/Northwestern University

Инженеры разработали конструкцию в форме картриджа, расположенного вертикально на горизонтальном диске. Анод из углеродного фетра в форме горизонтального диска находится в нижней части устройства. Он закопан глубоко в почву и может захватывать электроны, пока микробы переваривают грязь. А проводящий металлический катод располагается вертикально поверх анода. 

В предложенной конструкции нижняя часть погружена достаточно глубоко, чтобы иметь доступ к влаге из глубокой почвы, а верхняя находится на одном уровне с поверхностью. По всей длине электрода проходит зазор для свежего воздуха, а защитный колпачок предотвращает попадание грязи и мусора и перекрытие доступа катода к кислороду. Часть катода также покрыта гидроизоляционным материалом, поэтому при затоплении остается гидрофобная часть катода, контактирующая с кислородом, поддерживающая работу топливного элемента.

В ходе испытаний эта конструкция стабильно работала при различных уровнях влажности почвы: от экстремально влажной до «относительно сухой» — с содержанием воды всего 41% по объему. В среднем этот источник генерировал примерно в 68 раз больше энергии, чем требовалось для работы установленных датчиков для обнаружения влаги и прикосновения, а также для передачи данных через крошечную антенну на ближайшую базовую станцию. 

Устройство можно использовать в качестве экологического источника электричества для датчиков, устанавливаемых на фермах или экологических станциях наблюдения. Энергии не хватит для зарядки смартфона или, тем более, электромобиля, но несколько датчиков будут работать без необходимости регулярно менять батарейки.


Читать далее:

Найдена неожиданная и еще необъяснимая особенность за пределами Млечного Пути

На CES 2024 показали гаджет «из будущего»: он все делает сам

Найдена галактика, которая просто не может существовать

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Названы породы кошек, которые любят играть в мячик
Наука
Их редко можно увидеть: в сети появились фото далеких островов с высоты МКС
Космос
Зловещие кадры: дикая собака посмеялась в ночи и попала на видео
Наука
Посмотрите на рекордно большой iPhone: он работает по-настоящему
Новости
Астрофизики разгадали тайну происхождения черной дыры в центре Млечного Пути
Наука
Найдено антитело, эффективное против любых штаммов коронавируса
COVID-19
Названы опасные последствия диеты с низким содержанием углеводов
Наука
Создан сверхпрочный и гибкий сплав для самолетов, которые смогут менять форму
Наука
Средства для диагностики рака ищут с помощью «космических пузырьков»
Космос
Генная терапия улучшила зрение до 10 000 раз у пациентов с редким заболеванием
Наука
Опубликовано первое селфи экспериментального солнечного паруса НАСА
Космос
160 мегапикселей и 700 Гб данных: посмотрите на самые детальные фото Луны
Новости
Новая ИТ-волна: как талантливые студенты попадают в штат большой компании
Технологии
Посмотрите, как изменилась Земля за последние 1,8 млрд лет
Наука
ИИ от Google будет искать ответы по содержимому фотографий
Новости
Производительность суперкомпьютера РАН увеличили до 308 Тфлопс
Новости
Как изменится Telegram после ареста Дурова: официальное заявление
Новости
Магнитные наночастицы безопасно разогрели замороженные ткани для пересадки
Наука
Китайские тайконавты изучают древние микробы на борту космической станции
Космос
B MIT разгадали тайну удивительной сохранности коллагена динозавров
Наука