Nhóm nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Mỹ) vừa tạo ra thiết bị thu điện từ đất, có thể cung cấp năng lượng gần như vô tận, phù hợp cho các cảm biến sử dụng IoT (Internet vạn vật) và là một lựa chọn thay thế lý tưởng cho các loại pin độc hại và dễ cháy.
Pin nhiên liệu vi sinh trong đất là công nghệ được nhà thực vật học người Anh, Michael Cressé Potter, phát hiện ra từ 113 năm trước.
Trong nghiên cứu của Đại học Northwestern, thiết bị được thử nghiệm trong điều kiện ẩm và khô để cung cấp năng lượng cho các cảm biến đo độ ẩm và phát hiện rung động, vượt mức 120% hiệu suất của các công nghệ pin tương tự.
Thiết bị có kích thước tương đương cuốn sách nhỏ, được chế tạo bằng công nghệ in 3D. Pin nhiên liệu mới sử dụng lớp carbon cho cực anode và kim loại trơ dẫn điện cho cực cathode, đồng thời dùng vật liệu chống nước trên bề mặt cực cathode, cho phép nó hoạt động khi ngập lụt và đảm bảo khô dần sau khi bị ngâm nước. Chúng hoạt động với cực dương, cực âm và chất điện phân. Tuy nhiên, thay vì lấy điện từ các nguồn hóa học, chúng thu giữ các electron khi vi khuẩn phân hủy carbon hữu cơ trong đất và cung cấp điện cho các dây dẫn gần đó khi chúng ở trong đất.
Pin nhiên liệu vi sinh vật được chôn trong đất và tạo ra năng lượng.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, độ bền của pin nhiên liệu mới có khả năng chống chọi với các điều kiện môi trường khác nhau, gồm cả đất khô cằn và những vùng dễ ngập lụt. Tuy lượng điện năng tạo ra không quá lớn nhưng có thể giúp các cảm biến nhỏ hoạt động trong thời gian dài mà không cần thay pin thường xuyên. Điều này rất hữu ích cho nông dân trong việc theo dõi độ ẩm, chất dinh dưỡng, chất gây ô nhiễm trong đất.
Pin nhiên liệu trong phòng thí nghiệm (trái) và khi dính đất (phải). (Ảnh: Bill Yen, Northwestern University)
Bill Yen, người đứng đầu nghiên cứu cho biết: "Số lượng thiết bị IoT đang liên tục tăng lên. Trong tương lai với hàng nghìn tỷ thiết bị này, chúng ta không thể tiếp tục tạo ra chúng chỉ từ lithium, kim loại nặng và các chất độc hại cho môi trường. Kết quả nghiên cứu là một trong những lựa chọn phù hợp để thay thế. Miễn là trong đất có carbon hữu cơ để vi sinh vật phân hủy, loại pin này có khả năng tồn tại mãi mãi".
Minh Nhã (Nguồn: Newatlas)
Theo: cesti.gov.vn
