Бактериальные топливные элементы могут питать океанические датчики

© Тургай Коджа/Wirestock / Adobe Stock

Мэрилендский университет возглавляет проект по разработке топливного элемента, использующего энергию, получаемую от морских бактерий, для питания датчиков океана.

Система постоянного питания океанографических устройств (PODPower) может стабильно вырабатывать 10 Вт в течение года для питания датчиков океана, например тех, которые используются для мониторинга химического состава воды или перемещения китов и дельфинов.

Система будет подвешена в воде, где она сможет собирать и концентрировать океанические микробы и частицы органического вещества в специальной камере ферментации. Бактерии в камере будут предварительно переваривать материал, производя более эффективный тип «пищи» для второго вида бактерий, которые колонизируют электроды топливных элементов и высвобождают электроны для непосредственного использования.

Конструкция основана на нескольких инновациях, включая сетку для сбора, вдохновленную уникальными особенностями рыбьих жабр, шнек в виде штопора, который подает органическое вещество в камеру ферментации, и систему с двумя катодами для вывода мощности микробного топливного элемента на более высокий уровень по сравнению с предыдущими системами.

Руководитель проекта профессор Стефани Лансинг утверждает, что биоинспирированная система имеет революционный потенциал, позволяя напрямую вырабатывать электроэнергию для улучшения сенсорных возможностей и одновременно защищать окружающую среду.

Первая фаза проекта продлится до лета 2026 года и включает в себя сотрудничество с восемью другими учреждениями и фирмами: Battelle, Университетом Джорджа Вашингтона, Гарвардским университетом, Институтом морских и экологических технологий при Университете Мэриленда, округом Балтимор, Университетом Джеймса Мэдисона, Университетом Джонса Хопкинса, Университетом Делавэра и Yokogawa Corp. of America.

В дополнение к 7,8 млн долларов США, выделенным на разработку и развертывание Фазы 1, возможно выделение дополнительных 3,4 млн долларов США на поддержку Фазы 2, которая будет включать развертывание в различных условиях и генерацию 100 Вт электроэнергии.