Pin nhiên liệu sử dụng vi sinh vật

Một tấm pin nhiên liệu phủ đầy bụi bẩn sau khi được kéo lên khỏi mặt đất.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Mỹ) đã thành công trong việc tạo ra một loại pin mới, sử dụng vi sinh vật có sẵn trong đất làm nguồn năng lượng.

Kích thước của thiết bị tương đương với một cuốn sách, cho phép nó có thể cung cấp năng lượng cho cảm biến đặt dưới lòng đất, được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp và cơ sở hạ tầng xanh. Điều này mang lại một giải pháp thay thế hiệu quả cho pin truyền thống. Loại pin mới đã được thử nghiệm thành công để cung cấp năng lượng cho cảm biến theo dõi tiếp xúc và độ ẩm của đất, đặc biệt hữu ích trong việc theo dõi hoạt động của động vật, và được trang bị anten để truyền dữ liệu không dây.

Dưới cả điều kiện khô ráo và ẩm ướt, loại pin này đã thể hiện hiệu suất vượt trội so với các công nghệ tương đương lên đến 120%. Điều này làm nổi bật sự quan trọng của việc tìm kiếm giải pháp thay thế cho pin lithium và kim loại nặng, đặc biệt là khi số lượng thiết bị IoT ngày càng gia tăng.

Pin nhiên liệu vi sinh vật sử dụng sự phân hủy carbon hữu cơ trong đất để cung cấp năng lượng, tạo ra một nguồn năng lượng có thể tái tạo. Hệ thống kỹ thuật để thu điện từ vi khuẩn không phức tạp và dễ dàng triển khai. Mặc dù không được thiết kế để cung cấp năng lượng cho toàn bộ thành phố, loại pin này có thể là giải pháp hiệu quả cho việc cung cấp năng lượng cho các khu vực nhỏ. Nguyên mẫu thử nghiệm có khả năng hoạt động cả trong điều kiện khô và ngập nước nhờ thiết kế cực dương và cực âm vuông góc, tạo ra năng lượng vượt trội so với mức cần thiết cho việc vận hành cảm biến.

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch phát triển loại pin có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn nhờ các vật liệu tại chỗ và chuỗi cung ứng đơn giản, giúp mọi cộng đồng đều có thể tiếp cận máy tính.

Công nghệ này có thể đóng vai trò then chốt trong nền nông nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường, cho phép thu thập dữ liệu liên tục mà không cần thay pin hay làm sạch các tấm pin mặt trời, điều này đặc biệt quan trọng ở các khu vực canh tác nông nghiệp rộng lớn.