Научници од Универзитетот Нортвестерн развија горивна ќелија што создава електрична енергија со помош на микроорганизми кои природно живеат во почвата. Наместо класични батерии или соларни панели, системот ја користи енергијата што се ослободува додека овие микроби разградуваат органска материја во земјата. Технологијата е наменета за напојување подземни сензори со мала потрошувачка, особено во земјоделството и следењето на животната средина.
Уредот е приближно со големина на помала книга и е тестиран за задачи како мерење на влажноста на почвата и детекција на допир. Таквата функција би можела да се користи и за следење на движење на животни низ полиња или природни подрачја. За испраќање податоци, системот користи мала антена што комуницира со исклучително ниска потрошувачка на енергија.
Истражувачите велат дека ваквиот пристап е важен затоа што бројот на IoT уреди постојано расте. Ако во иднина има милијарди или дури трилиони мали поврзани сензори, потпирањето само на литиумски батерии би значело повеќе токсични материјали, поголем електронски отпад и поголема зависност од сложени синџири на снабдување. Почвената горивна ќелија не е наменета за големи енергетски потреби, но може да биде практично решение за мрежи од нискоенергетски уреди.
Микробните горивни ќелии постојат како концепт повеќе од еден век, но досега чест проблем бил нестабилниот перформанс, особено во суви услови. За да го надминат тоа, тимот развил нова геометрија на уредот. Анодата од јаглероден филц е поставена хоризонтално под земја, каде што има доволно влага, додека катодата е поставена вертикално кон површината за да има пристап до кислород. Горниот дел е заштитен со капаче што не дозволува влегување нечистотии, но овозможува проток на воздух.
Оваа поставеност му помага на уредот да работи и кога почвата е сушна, и кога е преплавена со вода. Според резултатите, прототипот функционирал во широк спектар услови, од умерено сува почва до целосно потопена средина. Дополнително, траел околу 120 проценти подолго од слични решенија, а во просек произведувал 68 пати повеќе енергија отколку што им била потребна на сензорите што ги напојувал.
Таквите карактеристики би можеле да бидат особено корисни во прецизното земјоделство, каде што голем број сензори постојано ги следат влажноста, хранливите материи и можните загадувачи во почвата. Замена на батерии на големи земјоделски површини е непрактична, а соларните панели често не се идеални во валкани или сенковити услови. Со користење на самата почва како извор на енергија, овој систем нуди поодржлива и поедноставна алтернатива.
Истражувањето е објавено во списанието Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies. Тимот ги објавил и дизајните, упатствата и алатките за симулација, со цел и други истражувачи да можат да ја унапредуваат технологијата. Следниот чекор е развој на целосно биоразградливи верзии направени од евтини и широко достапни материјали, што дополнително би ја намалило зависноста од сложени и ранливи глобални синџири на снабдување.
Иако оваа технологија нема да напојува градови или големи машини, нејзиниот потенцијал е значаен таму каде што се бара мала, стабилна и долготрајна енергија. Во иднина, ваквите системи би можеле да станат важен дел од паметното земјоделство, мониторингот на природни екосистеми и пошироката инфраструктура на Интернетот на нештата.
