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科学家发明“泥土电池”可从大地获得近乎无限能量

加新网CACnews.ca| 2024-1-17 10:23 |来自: 中时新闻网

放在泥土裡的电池,这是西北大学的发明。(图/西北大学)

美国西北大学(NorthwesternUniversity)的研究团队展示了一种独特的发电新方法,一种书本大小的装置放置在土壤中,就可以开发发电。它的原理是利用微生物分解泥土产生的电力,所以也可以称为“泥土驱动电池”。

新阿特拉斯(New Altas)报导,这是一种细菌电池,已发明了 100多年。它们的结构与电池相同,都有正极、负极和电解质,但它们不是从化学来源获取电力,而是透过细菌的分解作用,当细菌在吞噬土壤裡的有机物时,自然而然地将电子提供给附近的导体。

不过,埋在泥土中的电池如果要保持效用,必须持续它们的水和氧气供应,这在实际执行上有困难,所以过去的泥土电池效率并不高,也就没办法实际应用。

因此,西北大学团队开始设计让微生物可持续获得氧气和水的方法,后来发现形底部採用水平圆盘,上头再立起扁方盒的设计,可以有效的持续作用。底部圆盘是正极,深埋在土壤中,可以在微生物消化泥土时产出足够数量的电子。

同时,导电金属的负极,垂直位于顶部。因此,底部的位置足够深,以便能够从深层土壤中获取水分。至于新鲜空气,可以从方盒中的镂空设计中流通,当然,为了防止灰尘和碎片的干扰,外头可以罩上滤网。

“泥土电池”的构造,圆盘的正极埋在土裡就可运作。(图/西北大学)

在测试中,不同的土壤湿度,从完全的潮溼土壤,到稍微乾燥的土壤。发电效果都差不多,这就是团队想看到的结果,稳定的供电才能够有效使用。

团队主持人杨比尔(BillYen)说:“想像一下,如果我们未来拥有数万个这样的设备,我们对锂、重金属的需求就会少了很多。我们利用土壤微生物来推动电池,它们在自然环境中就可以长期运作,只要土壤中存在可供微生物分解的有机碳,电池就有可能永远持续下去。”

不过,千万不要以为这样的电池能够推动电动车或智慧型手机。它更多的功能是是为小型的环境感测器供电,通常是气象与环境调查之用,安装的地方往往位在人迹罕至所在,所以科学家希望它们的电池无需定期更换。

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