Baterie z gleby i bakterii – najlepsze i wieczne zasilanie dla urządzeń?! - Elektronika

Chodzi o dosłowne pobieranie prądu bezpośrednio z gleby. Stąd nazwa projektu opracowanego przez naukowców, czyli SFMC – Glebowe Mikrobiologiczne Ogniwa Paliwowe lub krócej: FMC (MFC – Microbial Fuel Cell). Wcześniej, gdy padało określenie związane w mikrobiologią, to raczej w kontekście tworzenia broni biologicznej. Tym razem mamy do czynienia z pozytywnym aspektem tej dziedziny.

 

To jednak nie takie proste – nie weźmiemy baterii typu paluszek i nie wsadzimy jej do ziemi, aby się naładowała. To sprawa nieco bardziej skomplikowana. Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych, z Northwestern University, stworzyli bowiem odnawialne źródło energii. I jednocześnie opłacalnym ze względu na biokompatybilność i pracę w trudnych warunkach. Tego typu ogniwo paliwowe, efektywniejsze od zwykłych baterii, a nawet paneli słonecznych, czerpie energię z żywych drobnoustrojów, rozwijających się pod naszymi stopami, nawet w ogródku. Nie ma możliwości, aby podarować prąd wszystkim dzielnicom w miastach, bo wynalazek to raczej „skromny”, przechwytujący tylko pewne niewielkie porcje energii. Lecz dzięki niemu na sto procent ożywimy sprzęty o niskim poborze mocy!

 

Co zaskakujące, samemu możemy takowy wynalazek skonstruować, kupując odpowiednie komponenty w sklepach z narzędziami (są już dostępne samouczki). Najpierw jednak warto, abyśmy zrozumieli, na jakieś zasadzie to działa. Sam pomysł pojawił się już prawie 100 lat temu, lecz wówczas nikt by z niego nie skorzystał, gdyż nie zbudowano jeszcze urządzeń, jakie znamy dzisiaj – chociażby nowoczesnych, autonomicznych czujników itp.

 

Akumulator uruchamiany dzięki bakteriom/mikroorganizmom, będzie używany przez długi czas, jeśli… odwrócimy go do góry nogami i zanurzymy jak najgłębiej w piasku/ziemi/glebie/brudzie o sporej wilgotności. Dlaczego? Chodzi o ważne procesy, jakie mogą zachodzić bez dostępu do tlenu. Specjalnie skonstruowany akumulator musi mieć jednak dysk u dołu wykonany z porowatego materiału. Na tej części będą żerować bakterie, którym zadaniem będzie uwalnianie elektronów (odrywanie) i przenoszenie ich na anodę. Przepływ energii elektrycznej będzie się odbywał, gdy zewnętrzną katodę (pokrytą wodoodporną osłoną) ustawimy pionowo, prostopadle do anody dyskowej. Uzyskany kontakt z powietrzem i jednocześnie spowodujemy, że nie dostanie się brud do wewnątrz (pomoże w tym specjalna membrana, jaką owinięta jest wewnętrzna strona katody). Brzmi to być może dość skomplikowanie, ale kilka testów wszystko rozjaśni.

 

Cała konstrukcja podobno będzie stabilnie funkcjonować nawet przy różnych poziomach wilgotności gleby oraz będzie zapewniać małe ilości energii do zasilania zdecentralizowanej sieci urządzeń – o czym przekonuje szef naukowców Bill Yen. To dobra alternatywa dla obecnych rozwiązań – toksycznych, łatwopalnych baterii. Dodał, że „dopóki w glebie znajduje się materia (węgiel) organiczna potrzebna do odżywiania i rozkładu drobnoustrojów, ogniwo paliwowe może potencjalnie przetrwać wiecznie”. Niesamowite i bardzo przyszłościowe, tym bardziej że zniknie problem z elektronicznymi odpadami, które źle oddziałują na nasz klimat.

 

Podsumowując, MFC mogą pochwalić się mocą o 120 procent wyższą od znanych do tej pory technologii. Na pierwszy rzut oka ich działanie jest zbliżone do typowego akumulatora (anoda, katoda, elektrolit), ale jest jednak różnica – żadnych chemikaliów. Prąd jest wytwarzany bowiem naturalnie – dzięki bakteriom. Obwód elektryczny powstaje, bo owe bakterie przekazują elektrony przewodnikom.

 

SMFC to póki co projekt wstępny, prototyp, ale już widać, że działa prawidłowo, dzięki zastosowaniu prostopadłej konstrukcji.

 

Artykuł inspirowany. Na podstawie: https://spidersweb.pl/2024/01/baterie-z-ziemi-i-bakterii.html

Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą Altao.pl. Kup licencję