• Автомобильный аккумулятор CATL способен за 10 минут зарядиться на 600 км пути

    На проходящем в эти дни Пекинском автосалоне китайская компания CATL анонсировала первую в мире литий-железо-фосфатную аккумуляторную батарею Shenxing Plus. Она предназначена для использования в электрокарах и способна обеспечить запас хода до тысячи километров. Помимо повышенной плотности энергии, она ещё и поддерживает скоростную зарядк...
    Читать дальше
  • Японский аппарат SLIM вышел на связь и прислал фото с Луны

    Японский аппарат Smart Lander for Investigation Moon (SLIM) сумел пережить третью лунную ночь и после её завершения 23 апреля снова вышел на связь. Это достижение является примечательным, поскольку аппарат изначально не был рассчитан справляться с суровыми условиями во время лунной ночи, когда температура окружающего пространства опускает...
    Читать дальше
  • Tesla начнёт применять роботов Optimus в конце года, а в продажу они поступят в следующем

    Электромобильный бизнес Tesla, вне всякого сомнения, был в центре внимания на квартальном отчётном мероприятии, но руководство компании нашло возможность напомнить о прогрессе в сфере разработки человекоподобных роботов Optimus. Начать их применение на собственных предприятиях планируется к концу текущего года, а в продажу они поступят в ...
    Читать дальше
  • AR-очки научились отслеживать выражение лица и движение глаз без камер

    Сотрудники Корнелльского университета разработали технологии GazeTrak и EyeEcho, способные произвести технологический скачок в сегменте гарнитур дополненной реальности. Обе разработки помогут снизить энергопотребление гаджетов и умеют фиксировать выражение лица и движение глаз владельца без использования камер.
    Читать дальше
  • Почта России протестировала беспилотный грузовик Evocargo N1 (3 фото)

    Стартовал совместный проект «Почты России» и компании «ЭвоКарго» по внедрению высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС). В течение месяца тестовый электрический грузовик Evocargo N1 будет перевозить почтовые отправления в логистическом центре «Внуково-2». Автомобиль способен перевозить грузы массой до 2 т, автономность полность...
    Читать дальше

Учёные создали микробные батарейки, которые для работы нужно просто воткнуть в грязь (3 фото)

19 января 2024 | Просмотров: 9 240 | Гаджет новости

Учёные из США разработали эффективную конструкцию микробных топливных элементов (МТЭ или MFC — microbial fuel cell), детали к которым можно найти на полках магазинов. Идея таких элементов была предложена около 100 лет назад, однако пока им не находилось применения. Сегодня подобные источники питания могут пригодиться для автономных датчиков с малым потреблением и это может дать технологии путёвку в жизнь.

Микробные топливные элементы работают на способности бактерий в процессе питания органическими остатками в субстрате — буквально в грязи — отрывать электроны и передавать их аноду. В новой батарее анод изготовлен из пористого углеродного материала в виде диска на её дне. Бактерии живут в нём и в процессе питания освобождают электроны. Процессы происходят без доступа кислорода. Для работы батарею необходимо донышком погрузить в грязь почти доверху.


Для длительной работоспособности подобных элементов важным условием было поддержание высокой влажности субстрата. Несоблюдение его могло свести на нет использование микробных топливных элементов. Также распространению МТЭ прежде мешала низкая выходная мощность. Для современных автономных датчиков низкая мощность источников питания — это не проблема. Что касается перепадов влажности, то учёные из Северо-Западного университета создали такую конструкцию батареи, чтобы она могла находиться как можно глубже в почве, где колебания влажности меньше.

Совсем погружать такую батарею в грязь нельзя. Для осуществления окислительно-восстановительных реакций на катоде, что ведёт к протеканию электрического тока, к катоду должен быть доступ кислорода. Катод в новой батарее располагается вертикально перпендикулярно дисковому аноду на дне элемента. По внешней стороне катод покрыт водоотталкивающим покрытием, что обеспечивает ему контакт с воздухом. Внутренняя сторона катода закрыта ионоселективной мембраной. Мембрана обращена внутрь пустого контейнера с крышкой, защищающей его от попадания грязи вовнутрь.

Тестирование конструкции показало стабильную работу при различных уровнях влажности почвы, от полностью пропитанной влагой до «умеренно сухой» с 41 % воды по объёму. В среднем элемент вырабатывал примерно в 68 раз больше энергии, чем требовалось для работы простейших датчиков влажности и касания, а также обеспечивал работу передатчика для отправки данных на базовую станцию.

Учёные создали микробные батарейки, которые для работы нужно просто воткнуть в грязь (3 фото)

«Если мы представим будущее с триллионами таких устройств [автономных датчиков], мы не сможем изготовить каждое из них с питанием от лития, тяжёлых металлов и других токсических веществ, которые опасны для окружающей среды, — говорят разработчики. — Нам нужно найти альтернативы, которые могут обеспечить небольшое количество энергии для питания децентрализованной сети устройств. В поисках решений мы обратились к почвенным микробным топливным элементам, которые используют специальные микробы для расщепления почвы и вырабатывают небольшое количество энергии для питания датчиков. Пока в почве есть органика, необходимая для питания и разложения микробами, топливный элемент потенциально может работать вечно».


Комментарии: 0

В Вашем браузере отключен JavaScript. Для корректной работы сайта настоятельно рекомендуется его включить.