Científicos de la Universidad Northwestern (EE.UU.) han creado una pila de combustible de bolsillo que recolecta energía creada por los microbios del suelo, ya sea húmedo o seco, con un rendimiento récord para aplicaciones de bajo consumo. Tiene el tamaño de un libro pequeño y para generar energía utiliza bacterias existentes en la tierra, en lugar de productos químicos.
El invento podría ser un Alternativa sostenible a las baterías convencionalesque contienen sustancias químicas tóxicas e inflamables con efectos negativos sobre el medio ambiente y son una fuente de residuos electrónicos.
Usos agrícolas
Los investigadores Probó esta nueva celda de combustible usándola para alimentar sensores agrícolas que midieron la humedad del suelo. y también detectaron el tacto, una habilidad que podría ser valiosa para rastrear animales.
“Estas baterías utilizan microbios para descomponer el suelo y utilizar esa pequeña cantidad de energía para alimentar sensores. Mientras haya carbono orgánico en el suelo para que los microbios lo descompongan, La pila de combustible puede durar potencialmente para siempre.“dicen los investigadores.
El sensor estaba equipado con una pequeña antena que permitía la comunicación inalámbrica y la transmisión de datos a una estación base cercana. La pila de combustible funcionó tanto en condiciones secas como húmedas ySu potencia superó la de tecnologías similares en un 120%.
En los últimos años, la agricultura de precisión está en auge, con el objetivo de mejorar el rendimiento de los cultivos. Este sistema se basa en medir con gran detalle los niveles de humedad del suelo, nutrientes y contaminantes para tomar decisiones informadas que puedan mejorar la salud de los cultivos. Sin embargo, esto requiere una red grande y dispersa de dispositivos electrónicos que puedan recopilar datos ambientales de forma continua.
Una geometría diferente, clave del éxito
El profesor Bill Yen y su equipo de la Universidad Northwestern se embarcaron en un viaje de dos años para desarrollar una celda de combustible microbiana (MFC) basada en el suelo práctica y confiable. Crearon y compararon cuatro versiones diferentes. Durante nueve meses comprobaron los datos de cada sistema y finalmente probaron el prototipo de mejor rendimiento en un jardín al aire libre. El secreto de su éxito fue su geometría, que se diferenciaba del diseño tradicional.
En lugar de un ánodo y un cátodo paralelos, la pila de combustible seleccionada tras las pruebas Se utilizó un diseño perpendicular, con el ánodo hecho de fieltro de carbono y el cátodo de un metal conductor inerte.. Este diseño funcionó bien tanto en ambientes secos como anegados.
El dispositivo tiene un diseño vertical para garantizar que el extremo superior quede al ras del suelo. Este dispositivo tiene una tapa impresa en 3D en la parte superior para evitar que caigan residuos en el interior y un orificio en la parte superior para permitir un flujo de aire constante.
El extremo inferior del cátodo permanece debajo de la superficie para mantenerse hidratado por la humedad del suelo circundante. Está cubierto con un material impermeabilizante que le permite respirar durante una inundación. El dispositivo genera 68 veces más energía de la necesaria para hacer funcionar sus sensores y puede soportar grandes cambios en la humedad del suelo.
Según los investigadores, todos los componentes de su batería de tierra se pueden adquirir en cualquier ferretería. Su próximo objetivo es desarrollar una batería basada en tierra fabricada con materiales completamente biodegradables.
“Estos microbios están en todas partes; viven en el suelo en todas partes”, dijo George Wells, de Northwestern, autor principal del estudio. “Podemos utilizar sistemas de ingeniería muy simples para capturar su electricidad. No vamos a alimentar ciudades enteras con esta energía, pero podemos capturar pequeñas cantidades de energía para generar energía. aplicaciones prácticas de bajo consumo”.
Fuente: Agencia ID.
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