亚洲人AV在线不卡_中文亚洲精品无码_日本福利片国产午夜久久_亚洲国产日韩欧美高清不卡

當(dāng)前位置: 首頁 > 節(jié)能環(huán)保 > 產(chǎn)經(jīng)信息

微生物燃料電池大突破:只要土壤中有碳就行!

財(cái)聯(lián)社發(fā)布時(shí)間:2024-01-18 11:58:45

  近期,美國(guó)西北大學(xué)的一個(gè)研究小組展示了一種非凡的發(fā)電新方法,他們將一個(gè)平裝書大小的裝置放置在土壤中,只要土壤中有碳,就可以利用微生物分解泥土產(chǎn)生的能量來發(fā)電。

  這種設(shè)備被稱為微生物燃料電池,已有100多年的歷史。它們的工作原理有點(diǎn)像電池,有陽極、陰極和電解質(zhì),但它們不是從化學(xué)來源獲取電力,而是與細(xì)菌一起工作,細(xì)菌在吞噬土壤時(shí)自然地向附近的導(dǎo)體提供電子。

  然而,這些細(xì)菌需要被埋在泥土里的同時(shí)保持水和氧氣的供應(yīng)。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Bill Yen說,“它們的性能不可靠和輸出功率較低,阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用,特別是在低濕度條件下。”

  因此,研究小組著手創(chuàng)造了幾種新的設(shè)計(jì),旨在使電池能夠持續(xù)接觸氧氣和水,并成功地研制出了一種形狀像垂直放置在水平圓盤上的墨盒的設(shè)計(jì)。圓盤狀的碳?xì)株枠O水平放置在設(shè)備底部,深埋在土壤中,當(dāng)微生物消化泥土?xí)r,它可以捕獲電子。

  與此同時(shí),導(dǎo)電金屬陰極則垂直放置在陽極的頂部。因此,只要底部埋得足夠深,就可以從深層土壤中獲取水分,而頂部則與地表齊平。

  此外,在電極的整個(gè)長(zhǎng)度上都有一個(gè)通氣間隙,頂部的保護(hù)蓋可以防止灰塵和碎屑掉入,切斷陰極與氧氣的接觸。陰極的一部分還涂有防水材料,這樣當(dāng)洪水泛濫時(shí),仍有一部分疏水性陰極與氧氣接觸,以保持燃料電池的運(yùn)行。

  最新研究成果已于近期發(fā)表在了《計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)(ACM)交互、移動(dòng)、可穿戴和泛在技術(shù)論文集》(Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies)上。

  在測(cè)試中,這種設(shè)計(jì)在不同的土壤濕度水平下表現(xiàn)一致,從完全浸沒在水中到“有些干燥”的土壤(含水量?jī)H為 41%)。平均而言,它所產(chǎn)生的電量是其板載濕度和觸摸檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行所需電量的68倍,并能通過微型天線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁浇幕尽?/p>

  與其他超長(zhǎng)期發(fā)電來源一樣,比如利用核廢料制成的光伏金剛石電池,這里產(chǎn)生的電量不足以驅(qū)動(dòng)智能手機(jī),更多的是被設(shè)計(jì)為為小型傳感器供電,這些傳感器可以長(zhǎng)期運(yùn)行,無需定期更換電池。

  Yen說:“如果我們想象未來有數(shù)萬億個(gè)這樣的設(shè)備,我們不可能用鋰、重金屬和對(duì)環(huán)境有害的毒素來制造每一個(gè)設(shè)備。我們需要找到替代方案。因此,我們把目光投向了土壤微生物燃料電池,它利用特殊的微生物來分解土壤,并利用這種低能量來為傳感器供電。只要土壤中有有機(jī)碳供微生物分解,燃料電池就有可能永遠(yuǎn)運(yùn)行下去。”

  根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的說法,上述設(shè)計(jì)最巧妙的部分是,其所有組件都可以在五金店的貨架上買到。因此,在這項(xiàng)研究和廣泛商業(yè)化之間不存在供應(yīng)鏈或材料問題。

  來源:財(cái)聯(lián)社


上一個(gè):返回列表

評(píng)論

用戶名:   匿名發(fā)表  
密碼:  
驗(yàn)證碼:
最新評(píng)論0