Ученые ЛЭТИ разработали компактную систему экологического мониторинга, где в качестве источника энергии выступают бактерии. Она может использоваться в сфере автономного мониторинга метеоусловий как в больших сельхозугодьях, так и в условиях маломасштабного частного землепользования, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета.
Компактная система отслеживает различные метеорологические показатели:
- атмосферное давления,
- относительную влажность,
- водородный показатель (pH),
- температуру,
- фоновые концентрации загрязняющих веществ и др.
Главная особенность устройства – применение биоэлектрохимического источника питания, где электроэнергия генерируется за счет метаболической активности почвенных микроорганизмов в микробных топливных элементах (МТЭ). Информация с устройства передается дистанционно на расстояние около 10 км.
Система мониторинга состоит из трех элементов:
- батареи,
- модуля обработки информации и
- устройства для передачи данных.
Энергетический элемент представляет собой герметичную камеру, заполненную почвой. В процессе метаболической активности электрохимически активных бактерий генерируется биоэлектричество с выходным напряжением 0,4 В. Такая батарея является экологичной альтернативой более эффективных литий-ионных аккумуляторов.
Так как 0,4 вольта недостаточно для питания модуля обработки информации, в конструкции предусмотрены DC-DC преобразователи с низким напряжением входа и конденсаторы, выступающие промежуточным накопителем энергии.
Отслеживать накопление энергии помогает специальная микросхема: когда напряжение достигает 3 вольт, запускается вычислительное устройство – микроконтроллер. Он автоматически собирает информацию с датчиков и отправляет ее на ПК оператора системы путем беспроводной передачи данных.
Среди сфер для практического применения системы – мониторинг метеорологических показателей и загрязнителей в труднодоступной местности заповедников, а также на землях сельхозназначения. Кроме того, разработка может быть эффективно использована на приусадебных участках для оптимизации климатических параметров в защищенном грунте благодаря низкой себестоимости, компактным габаритам и автономности работы.
