Ученые тестируют систему, преобразующую органические вещества из морской воды в электричество с помощью бактерий. Технология позволит океанографическим датчикам работать длительное время без подзарядки и извлечения на поверхность, что может снизить эксплуатационные расходы по сравнению с традиционными батареями.
Американские ученые работают над созданием источника энергии для подводных датчиков, используя микробные топливные элементы. Такая система позволяет вырабатывать электричество напрямую из органических веществ, естественным образом присутствующих в морской воде. Проект нацелен на разработку самозаряжающихся устройств для долговременного океанографического мониторинга. Традиционные системы в основном полагаются на батареи, которые требуют дорогостоящего извлечения и замены.
В основе технологии лежат бактерии, которые в процессе метаболизма выделяют электроны. В топливном элементе электроны движутся от анода к катоду, генерируя ток. Основная инженерная сложность связана с тем, что в океанической воде органических веществ значительно меньше, чем в традиционной среде для таких элементов (например, в сточных водах), а высокий уровень кислорода мешает выработке энергии. Для решения этой проблемы ученые применили гранулированный активированный уголь в трубчатых элементах — он концентрирует органику и дает бактериям поверхность для образования биопленки.
Команда уже провела 30-дневное подводное развертывание прототипов, где системы продолжали работать в полностью погруженном состоянии. Последующие испытания подтвердили успешную генерацию электроэнергии тремя из четырех устройств. Кроме того, ученые создали прогностические модели с использованием данных дистанционного зондирования, чтобы определить прибрежные районы по всему миру, наиболее пригодные для применения этой технологии.
По словам разработчиков, система не зависит от солнечного света, волн или вмешательства человека, что критически важно для удаленных районов. В настоящее время готовится более масштабное развертывание из десяти элементов для оценки долгосрочной эффективности. В будущем технология может стать основой для автономных датчиков, систем экологического мониторинга и подводных акустических сетей.
Читайте также: «Плотина между Россией и Аляской может спасти Европу от похолодания».