Батареи, работающие на бактериях, вскоре могут обеспечить фермы дешевой и устойчивой энергией. Британская компания Bactery использует электроны, вырабатываемые бактериями в почве, для получения чистой электроэнергии из земли. Ее почвенные аккумуляторы могут работать круглосуточно и по всему миру.
Основатели компании надеются, что технология ускорит переход к сельскому хозяйству, управляемому данными, и поможет фермерам повысить урожайность и сохранить ресурсы без необходимости устанавливать дорогостоящую и сложную в обслуживании энергетическую инфраструктуру.
Как работают бактериальные батареи?
Бактериальные батареи Bactery основаны на почвенных микробных топливных элементах (SMFC), которые получают энергию из естественных химических реакций, происходящих в почвенных микроорганизмах.
Электроды на основе углерода размещаются в почве и подключаются к внешней цепи. Эта система передает электроны, генерируемые определенными микроорганизмами, которые потребляют органические соединения, присутствующие в почве, превращая их в электричество.
Стопки таких ячеек могут быть подключены к батарее, чтобы накапливать эту энергию.
Доктор Якуб Дзегеловски входил в состав исследовательской группы, разработавшей SMFC в 2019 году во время защиты докторской диссертации по химической инженерии в Университете Бата (Великобритания). Они были протестированы на системе фильтрации воды в Бразилии.
Теперь он продвигает эту концепцию на шаг вперед, разрабатывая способы увеличения масштабов производства электроэнергии, которые учитывают биологические процессы в почве.
За последние четыре года исследований и разработок "мы узнали гораздо больше о различных биоэлектрохимических процессах и лучше поняли, какую роль играют бактерии и почва в этом сложном уравнении", - говорит доктор Дзигеловски.
"Это ноу-хау позволило нам разработать решения, которые стимулируют и контролируют селективные процессы в почве, позволяя нам максимизировать извлечение энергии и поддерживать непрерывное производство электричества в течение многих лет".
В ближайшие 12 месяцев его компания Bactery продолжит доработку своих прототипов с целью начать мелкосерийное производство, а затем запустить коммерческий продукт в 2026 году.
Как бактериальные батареи могут помочь фермерам?
Технологии быстро развиваются, помогая фермерам собирать данные о состоянии полей, ухаживать за посевами и сокращать расходы.
Но датчики и устройства, подключенные к Интернету, требуют питания, которое не всегда легко установить и обслуживать. Кабели могут загораживать поля, одноразовые химические батареи требуют контроля и замены, а возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи, работают на полную мощность только в подходящих погодных условиях.
"Фермеры все больше ценят важность данных для принятия обоснованных решений в пользу ресурсосберегающих методов ведения сельского хозяйства", - говорит профессор Мирелла Ди Лоренцо, один из директоров Bactery и преподаватель химического машиностроения в Университете Бата."Мы устраняем препятствия на пути к получению этих данных, создавая устойчивый способ питания датчиков, делая их постоянно включенными, дешевыми, не требующими обслуживания и не оказывающими большого воздействия".
Батареи Bacteria, питающиеся от почвы, могут работать более 25 лет и стоят всего за 30 евро за единицу, не требуя обслуживания.
"Доведение нашего продукта до этой стадии и воплощение теории в практику в результате нескольких лет исследований было сложным, но невероятно полезным опытом", - говорит доктор Дзигеловски."Мне не терпится увидеть, как компания изменит к лучшему сельское хозяйство и другие отрасли".