Naukowcy z Northwestern University dokonali przełomu, opracowując nowe ogniwo paliwowe zdolne do ciągłego pozyskiwania energii z mikrobów żyjących w glebie. Ta innowacyjna technologia, która może działać w nieskończoność, wykorzystuje naturalnie występujące w glebie bakterie do wytwarzania energii elektrycznej, oferując zrównoważoną i odnawialną alternatywę dla tradycyjnych baterii. Ogniwo, o wielkości standardowej książki, może zasilać podziemne czujniki używane w precyzyjnym rolnictwie i zielonej infrastrukturze, demonstrując potencjał w szerokim zakresie zastosowań.

Koncepcja mikrobiologicznych ogniw paliwowych (MFC) nie jest nowa i sięga ponad 100 lat wstecz, kiedy to brytyjski botanik Michael Kresse Potter po raz pierwszy wygenerował energię elektryczną z mikroorganizmów. Jednak dopiero teraz, dzięki pracy zespołu z Northwestern University, technologia ta została rozwinięta do praktycznego i komercyjnie opłacalnego rozwiązania. Najnowsze badania pokazują, że nowo opracowane ogniwo paliwowe pracuje w zarówno mokrych, jak i suchych warunkach, a jego wydajność przewyższa podobne technologie o 120%.

Naukowcy skupili się na wyzwaniach, jakie stawiały dotychczasowe mikrobiologiczne ogniwa paliwowe, takie jak konieczność utrzymania nawodnienia i natlenienia komórek, co było trudne do osiągnięcia pod ziemią w suchych warunkach. Przełomem okazało się zastosowanie unikalnej geometrii ogniwa, gdzie anoda z węgla aktywnego (tani i dostępny przewodnik) umieszczona jest poziomo względem powierzchni ziemi, a katoda z metalu nierdzewnego - pionowo nad anodą. Taka konstrukcja umożliwia utrzymanie katody w stanie nawilżenia dzięki wilgotnej glebie, nawet gdy powierzchnia wysycha. Dzięki temu ogniwo może generować energię w różnych warunkach środowiskowych, od suchych po zalane wodą.

Projekt ten otrzymał wsparcie od Narodowej Fundacji Nauki, Inicjatywy Badawczej ds. Żywności i Rolnictwa USDA, Fundacji Alfreda P. Sloana, VMware Research oraz 3M, co świadczy o jego innowacyjności i potencjale. Naukowcy planują dalszy rozwój tej technologii, w tym opracowanie ogniw paliwowych z materiałów w pełni biodegradowalnych, co pozwoli na jeszcze szersze zastosowanie w różnych sektorach, od rolnictwa po monitoring środowiska.

W przyszłości technologia ta może zrewolucjonizować sposób, w jaki zasilamy urządzenia elektroniczne, eliminując potrzebę stosowania baterii zawierających toksyczne substancje i ciężkie metale. Dzięki możliwości niekończącej się pracy i prostocie konstrukcji, ogniwa te mogą stać się kluczowym elementem zrównoważonego rozwoju i ekologicznego podejścia do technologii.