财聯社 1 月 17 日訊，近期，美國西北大學的一個研究小組展示了一種非凡的發電新方法，他們将一個平裝書大小的裝置放置在土壤中，隻要土壤中有碳，就可以利用微生物分解泥土産生的能量來發電。
這種設備被稱爲微生物燃料電池，已有 100 多年的曆史。它們的工作原理有點像電池，有陽極、陰極和電解質，但它們不是從化學來源獲取電力，而是與細菌一起工作，細菌在吞噬土壤時自然地向附近的導體提供電子。
然而，這些細菌需要被埋在泥土裏的同時保持水和氧氣的供應。該項目負責人 Bill Yen 說，" 它們的性能不可靠和輸出功率較低，阻礙了它們的實際應用，特别是在低濕度條件下。"
因此，研究小組着手創造了幾種新的設計，旨在使電池能夠持續接觸氧氣和水，并成功地研制出了一種形狀像垂直放置在水平圓盤上的墨盒的設計。圓盤狀的碳氈陽極水平放置在設備底部，深埋在土壤中，當微生物消化泥土時，它可以捕獲電子。
與此同時，導電金屬陰極則垂直放置在陽極的頂部。因此，隻要底部埋得足夠深，就可以從深層土壤中獲取水分，而頂部則與地表齊平。
此外，在電極的整個長度上都有一個通氣間隙，頂部的保護蓋可以防止灰塵和碎屑掉入，切斷陰極與氧氣的接觸。陰極的一部分還塗有防水材料，這樣當洪水泛濫時，仍有一部分疏水性陰極與氧氣接觸，以保持燃料電池的運行。
最新研究成果已于近期發表在了《計算機協會（ACM）交互、移動、可穿戴和泛在技術論文集》（Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies）上。
在測試中，這種設計在不同的土壤濕度水平下表現一緻，從完全浸沒在水中到 " 有些幹燥 " 的土壤（含水量僅爲 41%）。平均而言，它所産生的電量是其闆載濕度和觸摸檢測系統運行所需電量的 68 倍，并能通過微型天線将數據傳輸到附近的基站。
與其他超長期發電來源一樣，比如利用核廢料制成的光伏金剛石電池，這裏産生的電量不足以驅動智能手機，更多的是被設計爲爲小型傳感器供電，這些傳感器可以長期運行，無需定期更換電池。
Yen 說：" 如果我們想象未來有數萬億個這樣的設備，我們不可能用锂、重金屬和對環境有害的毒素來制造每一個設備。我們需要找到替代方案。因此，我們把目光投向了土壤微生物燃料電池，它利用特殊的微生物來分解土壤，并利用這種低能量來爲傳感器供電。隻要土壤中有有機碳供微生物分解，燃料電池就有可能永遠運行下去。"
根據研究團隊的說法，上述設計最巧妙的部分是，其所有組件都可以在五金店的貨架上買到。因此，在這項研究和廣泛商業化之間不存在供應鏈或材料問題。
