Científicos de la Universidad Northwestern han creado una pila de combustible de bolsillo que puede recolectar energía producida por microorganismos en el suelo, tanto en su estado húmedo como seco, con una eficiencia récord.
Esta tecnología que se alimenta por completo del suelo, tiene el tamaño de un libro de bolsillo y podría alimentar sensores subterráneos utilizados en agricultura de precisión e infraestructura verde.
También puede proporcionar una alternativa sostenible a las baterías, que contienen sustancias químicas tóxicas e inflamables, que causan un impacto negativo en el medio ambiente y contribuyen a la generación de desechos electrónicos.
Nueva pila de combustible
Los científicos probaron la nueva celda de combustible usándola para alimentar sensores que miden la humedad del suelo y detectan el tacto, lo que podría ser útil para rastrear animales.
También equiparon el sensor con una pequeña antena que permite la comunicación inalámbrica y transmite datos a una estación base cercana reflejando las señales de radiofrecuencia existentes.
La pila de combustible funciona tanto en condiciones secas como húmedas y es un 120% más potente que tecnologías similares.
En los últimos años, los agricultores han implementado la agricultura de precisión para mejorar el rendimiento de los cultivos. Este enfoque se basa en medir con precisión la humedad del suelo, los niveles de nutrientes y contaminantes para tomar decisiones informadas que puedan mejorar la salud de los cultivos.
Sin embargo, esto requiere una gran red distribuida de dispositivos electrónicos que puedan recopilar datos ambientales de forma continua.
Recoge energía del suelo
Para superar este problema, investigadores como Wells, Yen y sus colegas están explorando la posibilidad de recolectar energía del entorno existente. Ian explica que pueden recolectar energía de las tierras que los agricultores ya controlan.
Ian y su equipo comenzaron un viaje de dos años para desarrollar un MFC terrestre práctico y confiable. Crearon y compararon cuatro versiones diferentes. Recopilaron nueve meses de datos de rendimiento de cada diseño y finalmente probaron el prototipo más eficaz en un jardín al aire libre. El secreto de su éxito es la geometría, que se aleja del diseño tradicional.
En lugar de utilizar un ánodo y un cátodo paralelos, la pila de combustible ganadora utiliza un diseño perpendicular: el ánodo está hecho de fieltro de carbono y el cátodo está hecho de un metal conductor inerte. Este diseño funciona bien tanto en ambientes secos como húmedos.
El dispositivo tiene un diseño vertical, asegurando que la parte superior esté nivelada con el suelo. El dispositivo tiene una tapa impresa en 3D en la parte superior para evitar que entren residuos y una abertura en la parte superior que permite un flujo de aire constante.
El extremo inferior del cátodo permanece debajo de la superficie para permanecer húmedo gracias a la humedad del suelo circundante. Está cubierto con material impermeable para que pueda respirar durante las inundaciones.
El dispositivo genera 68 veces la energía necesaria para operar los sensores y puede soportar grandes cambios en la humedad del suelo.
Según los investigadores, puedes comprar todos los componentes de su dispositivo MFC para montar esta pila de combustible en el suelo en tu ferretería local.
A continuación, planean desarrollar MFC basados en el suelo y fabricados con materiales completamente biodegradables. Ambos proyectos evitan cadenas de suministro complejas y el uso de minerales de zonas de conflicto.
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Con información de: https://www.tecpa.es/
