Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern đã phát triển một loại pin nhiên liệu mới có khả năng thu năng lượng khi vi sinh vật phân hủy đất .
Vỏ in 3D của pin nhô ra khỏi mặt đất. (Ảnh: Bill Yen/Đại học Tây Bắc).
Các loại pin chạy bằng năng lượng mặt đất có kích thước bằng những cuốn sách nhỏ cung cấp giải pháp thay thế khả thi cho pin trong các cảm biến dưới lòng đất dành cho nông nghiệp, Thú vị Kỹ thuật đưa tin vào ngày 16 tháng 1. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Kỷ yếu của Hiệp hội Máy tính trên Tương tác, Di động, Thiết bị đeo và Phổ biến Công nghệ.
Nhóm chuyên gia nhấn mạnh độ bền của pin nhiên liệu mới, đề cập đến khả năng chịu đựng các điều kiện môi trường khác nhau, bao gồm đất khô cằn và các khu vực dễ bị lũ lụt.
“Những vi sinh vật này rất phong phú, chúng sống trong đất ở khắp mọi nơi. Chúng ta có thể sử dụng các hệ thống được thiết kế đơn giản để thu điện từ chúng. Chúng ta sẽ không cung cấp điện cho toàn thành phố bằng lượng điện này mà có thể thu một lượng điện nhỏ để phục vụ các ứng dụng thực tế. và cần ít năng lượng”, George Wells, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.
Hóa chất từ pin có thể thấm vào đất. Vì vậy, công nghệ mới còn là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, loại bỏ mối lo ngại liên quan đến thành phần pin độc hại và dễ cháy.
Pin nhiên liệu mới sử dụng vải carbon làm cực dương và kim loại trơ, dẫn điện cho cực âm. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật liệu chống nước trên bề mặt cực âm, cho phép nó hoạt động khi bị ngập nước và đảm bảo nó khô dần sau khi ngâm trong nước.
Làm sạch pin nhiên liệu trong phòng thí nghiệm (trái) và khi tiếp xúc với đất (phải). (Ảnh: Bill Yen/Đại học Tây Bắc)
Nguyên mẫu pin nhiên liệu hoạt động hiệu quả, tạo ra lượng điện gấp 68 lần lượng điện cần thiết để chạy các cảm biến của nó. Pin cũng đủ chắc chắn để vượt qua những biến động lớn về độ ẩm của đất. Nhóm chuyên gia còn kết nối cảm biến đất với một ăng-ten nhỏ để liên lạc không dây. Điều này cho phép pin nhiên liệu truyền dữ liệu đến trạm gần đó. Đáng chú ý, pin nhiên liệu mới không chỉ hoạt động ở cả điều kiện khô và ướt mà còn hoạt động bền bỉ hơn khoảng 120% so với các công nghệ tương tự.
Bill Yen cho biết: “Số lượng thiết bị trong Internet of Things không ngừng tăng lên. Nếu chúng ta tưởng tượng một tương lai với hàng nghìn tỷ thiết bị này, chúng ta không thể sản xuất tất cả chúng bằng lithium, kim loại nặng và các chất độc hại nguy hiểm cho môi trường” . người đứng đầu nghiên cứu mới.
“Chúng tôi cần tìm giải pháp thay thế có thể cung cấp một lượng nhỏ năng lượng để vận hành các mạng thiết bị phi tập trung. Để tìm giải pháp, chúng tôi đã nghiên cứu pin nhiên liệu vi sinh vật trong đất, sử dụng các vi sinh vật đặc biệt để phân hủy đất và cung cấp lượng điện nhỏ này cho các cảm biến. Chỉ cần trong đất có carbon hữu cơ để vi sinh vật phân hủy thì pin nhiên liệu có thể tồn tại mãi mãi”, Yến kết luận.
- Quét laser, “thung lũng ma” 30.000 người xuất hiện giữa rừng Amazon
- Tại sao mèo sa mạc có thể ăn rắn độc mà không bị nhiễm độc?
- Ăn nhiều cá rô phi cái chết sẽ đến nhanh hơn?
-2024-05-04-15-26.jpg)
