埋進土裡即可運作,新型燃料電池有土有微生物就行

2024-01-17 17:23:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 新的燃料電池,材料在五金行就可以取得,燃料更源自大地,美國西北大學研發的泥土燃料電池到底為何物? 新型泥土燃料電池尺寸跟一本書差不多,只要放在含碳的土壤中,便能借助微生物分解作用產生的電力來發電。 ...


新的燃料電池,材料在五金行就可以取得,燃料更源自大地,美國西北大學研發的泥土燃料電池到底為何物?

新型泥土燃料電池尺寸跟一本書差不多,只要放在含碳的土壤中,便能借助微生物分解作用產生的電力來發電。

這也是種微生物燃料電池(MFC),該技術概念已存在 100 多年,雖然就像一般電池一樣有正負兩極、電解質,但其並非從化學反應獲得電力,關鍵在於細菌,細菌在吞噬土壤時,會自然地將電子提供給附近的導體。

只是我們要把設備埋進土裡的同時,還要維持水土保持,要持續供應水跟氧氣流通,計畫負責人 Bill Yen 也提到,不穩定的性能和低輸出功率,也讓該電池難實際應用。

為此團隊新開發四種不同的電池設計,先收集九個月的綜合資料後,最終在花園進行測試,或許能成功解決問題。表現最好的電池設計有別於傳統正負極彼此平行,為「垂直設計」,負極由便宜豐富的碳氈製成,正極則是由惰性導電金屬製成,垂直位於負極上方。

由於這顆微生物燃料電池是垂直設計,即使被埋在地底,頂端還是可以露出地表,只要把 3D 列印而成的蓋子裝於頂部,防止碎片掉進去即可,頂部孔洞和旁邊的氣室都能維持空氣流通。

團隊指出,該燃料電池發出的電力,為內部感測器運作所需的 68 倍,也足夠堅固牢靠,可以承受土壤濕度的巨大變化,從有些乾燥到完全在水下都可以。

Yen 表示,想像該技術規模商業化,我們就不需要使用對環境有害的鋰、重金屬等來建造每一顆電池,該技術可提供少量能源給分散的網路設備或通訊設備,新型的微生物燃料電池可透過微生物的幫忙,為感測器提供動力。

只要土壤中存在供微生物分解的有機碳,燃料電池就有可能永遠運作下去,團隊認為這項技術可以用於監測各種水分、養分、污染物等土壤元素需求。

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