Pin nhiên liệu lợi dụng vi sinh vật để cung cấp năng lượng cho các thiết bị IoT

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Northwestern (Mỹ) đã phát triển một loại pin mới sử dụng các vi sinh vật có trong đất làm nguồn phát năng lượng.

Thiết bị có kích thước bằng cuốn sách, có thể được sử dụng để cấp năng lượng cho các cảm biến dưới lòng đất dùng trong nông nghiệp và cơ sở hạ tầng xanh, cung cấp giải pháp thay thế cho các loại pin truyền thống.

Loại pin mới đã được thử nghiệm để cung cấp năng lượng cho các cảm biến phát hiện tiếp xúc và độ ẩm của đất, vốn rất hữu ích trong việc theo dõi chuyển động của động vật. Các cảm biến được trang bị anten để truyền dữ liệu không dây.

Trong cả điều kiện khô và ẩm ướt, loại pin mới cho thấy hiệu suất vượt qua các công nghệ tương tự tới 120%. Các tác giả nghiên cứu nhấn mạnh rằng với số lượng thiết bị Internet Vạn vật (IoT) ngày càng tăng, điều quan trọng là phải tìm kiếm các giải pháp thay thế cho pin lithium và kim loại nặng.

Pin nhiên liệu vi sinh vật, được cung cấp năng lượng từ sự phân hủy carbon hữu cơ trong đất, có thể là nguồn năng lượng vô tận. Các hệ thống kỹ thuật để thu điện từ vi khuẩn không quá phức tạp và dễ dàng ứng dụng. 

Loại pin này này không được thiết kế để cung cấp năng lượng cho toàn bộ thành phố, nhưng có thể cung cấp năng lượng cho khu vực nhỏ.

Nguyên mẫu thử nghiệm có thể hoạt động trong cả điều kiện khô ráo và ngập nước do có thiết kế cực dương và cực âm vuông góc. Trung bình, pin tạo ra năng lượng nhiều hơn 68 lần so với mức cần thiết để vận hành các cảm biến của nó.

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.

(theo Securitylab)