Микробные топливные элементы, производящие электричество от обычной грязи разработали исследователи из Соединенных Штатов Америки. Около века назад ученые впервые выдвинули идею таких батареек. Правла, тогда им искали применение и не нашли.
Научные исследователи из США изобрели такие генераторы, которые содержат специализированные бактерии. Те, в свою очередь, питаются органическими остатками, конкретно в грязи, где бактерии способны "отрывать" электроны и передавать их аноду.
"Сердце" элементов - пористый анод из углерода. Там бактерии живут и создают электроны в процессе питания. Выглядит он как кружок. Эти процессы происходят без доступа кислорода, поэтому батарею необходимо полностью погрузить в грязь.
Внутренняя сторона катода покрыта ионоселективной мембраной, защищающей его от проникновения грязи. Катод в такой самоочищающейся батарее вертикально расположен перпендикулярно диску анода на дне элемента. Внешняя сторона катода покрыта водоотталкивающим покрытием, но в то же время обеспечивает контакт с воздухом. Такое же происходит и в наших мембранных куртках.
Однако, минус в том, что, чтобы устройство долго работало нужен один нюанс. Для продолжительной работы подобных элементов важно поддерживать высокую влажность субстрата. Для решения этой проблемы исследователи создали конструкцию, которая позволяет батарее находиться глубже в почве, где минимальны колебания влажности.
Практические опыты работы с конструкцией продемонстрировали стабильную работу элемента при разных уровнях влажности почвы. В среднем элемент производил примерно 68 раз больше энергии, чем требуется для работы простейших датчиков влажности и касания. Разработчики отмечают, что такие микробные топливные элементы могут пригодиться для автономных датчиков с низким энергопотреблением, что может стать прорывом в технологии.
Где такие топливные элементы могут пригодиться? Конечно, сотовый телефон от них не запитаешь, так как ток и напряжение слишком малы. Но от них могут, например, ходить маленькие электронные часы. Но кто мешает соединить такие элементы последовательно, а потом еще и параллельно. И вот вам вуаля - количество получваемых вольт и ампер не ограничено. Вернее, ограничено вашей фантазией.
Подобные источники питания могут стать альтернативой, не требующей лития или других токсичных веществ, что положительно скажется на экологии и энергосбережении.