Американски учени разработват микробни горивни клетки, които ще дадат възможност на подводните сензори да работят в продължение на месеци без презареждане. Подводните батерии генерират електроенергия от наличното в морската вода: разтворени органични вещества и микроскопична биомаса. Проектът е част от програмата на Пентагона за напреднали изследвания BLUE, която има за цел да създаде автономни източници на енергия за дългосрочно наблюдение на океаните.

Днес повечето подводни сензори – от военноморските системи за проследяване до екологичните станции – работят с батерии. А батериите трябва да се подменят или зареждат редовно. В открития океан това означава сложни и скъпи експедиции, особено ако устройството се намира на стотици метри дълбочина. Идеята на микробната горивна клетка (MFC) е да се направи така, че енергията да се генерира точно там, на място.

Микробната горивна клетка използва бактерии, които пренасят електроните по време на своя метаболизъм. Вътре в клетката електроните се движат от анода към катода, като създават електрически ток. В природата много микроорганизми, живеещи в седименти и вода, имат тази способност. За разлика от водородните горивни клетки, при тях няма нужда от чист водород или платинени катализатори – само бактерии и органични вещества.

В отпадъчните води и в преовлажнените почви има много органични вещества – ето защо лабораторните образци на МТЕ работят отлично в подобна среда. Но в открито море концентрацията на разтворени органични вещества е ниска. Освен това кислородът във водата пречи на бактериите да отдават ефикасно електроните. За да се справят с тези проблеми, инженерите от Мичиганския технологичен университет добавят гранулиран активен въглен към вътрешността на тръбните горивни клетки. Въгленът концентрира органичните вещества на повърхността си и служи като идеален субстрат за биофилм – бактериите се чувстват защитени и продължават да генерират ток дори в среда с ниско съдържание на кислород.

Новата версия на подводните батерии е с модулен дизайн. Всеки модул има собствена помпа и контролно табло, което улеснява разширяването – колкото повече елементи, толкова по-голям капацитет. Екипът вече е провел успешно 30-дневно спускане в залива Чесапийк, като прототипите постоянно са генерирали електричество, докато са били напълно потопени. Допълнителни тестове в залива Галвестън показаха, че три от четирите устройства работят коректно.

Учените са създали и прогнозни модели, които използват сателитни данни за цвета на водата, температурата и съдържанието на хлорофил, за да предвидят къде в световния океан новите батерии ще произвеждат достатъчно енергия.

Сега екипът се подготвя да тества десет горивни клетки в залива Чесапийк, за да оцени дългосрочната работа на системата, пише IE.

Тази технология обещава да премахне необходимостта от скъпи и логистично сложни мисии за подмяна на батериите, превръщайки самото океанско дъно в неизчерпаем източник на енергия за научния прогрес.

Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.

С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.