以泥土为动力的燃料电池永远运行

西北大学领导的一个研究小组开发了一种新的燃料电池，可以从生活在泥土中的微生物中收集能量。

这种完全由土壤驱动的技术大约有一本标准平装书那么大，可以为精准农业和绿色基础设施中使用的地下传感器提供燃料。这有可能为电池提供一种可持续的、可再生的替代品，电池含有有毒、易燃的化学物质，这些化学物质会渗入地下，充满了冲突的供应链，并导致了日益严重的电子废物问题。

为了测试这种新型燃料电池，研究人员用它来为测量土壤湿度和检测触觉的传感器供电，这种能力对于追踪路过的动物很有价值。为了实现无线通信，研究人员还为土壤供电的传感器配备了一个微型天线，通过反射现有的射频信号将数据传输到邻近的基站。

燃料电池不仅在潮湿和干燥条件下都能工作，而且其功率也比同类技术高出 120%。

该研究于今日（1月12日）发表在《交互式、移动、可穿戴和无处不在技术计算机协会会刊》上。该研究的作者还向公众发布了所有设计、教程和仿真工具，以便其他人可以使用和构建这些研究。

“物联网（IoT）中的设备数量在不断增长，”领导这项工作的西北大学校友Bill Yen说。“如果我们想象未来有数万亿个这样的设备，我们不能用对环境有害的锂、重金属和毒素来制造每一个设备。我们需要找到能够提供低能量的替代方案来为分散的设备网络供电。在寻找解决方案的过程中，我们研究了土壤微生物燃料电池，它使用特殊的微生物来分解土壤，并使用少量的能量为传感器供电。只要土壤中有有机碳让微生物分解，燃料电池就有可能永远持续下去。

“这些微生物无处不在;它们已经生活在各地的土壤中，“西北大学的乔治·威尔斯（George Wells）说，他是该研究的资深作者。“我们可以使用非常简单的工程系统来捕获它们的电力。我们不会用这种能量为整个城市供电。但我们可以捕获微量的能量来为实用的低功耗应用提供动力。

威尔斯是西北大学麦考密克工程学院的土木与环境工程副教授。Yen现在是斯坦福大学的博士生，当他还是威尔斯实验室的本科研究员时，他就开始了这个项目。

肮脏作业的解决方案

近年来，世界各地的农民越来越多地采用精准农业作为提高作物产量的策略。这种技术驱动的方法依赖于精确测量土壤中水分、养分和污染物的水平，以做出增强作物健康的决策。这需要一个广泛、分散的电子设备网络来持续收集环境数据。