2024-02-16
科學家發明「泥土電池」可從大地獲得近乎無限能量
美國西北大學(Northwestern University)的研究團隊展示了一種獨特的發電新方法，一種書本大小的裝置放置在土壤中，就可以開發發電。它的原理是利用微生物分解泥土產生的電力，所以也可以稱為「泥土驅動電池」。
新阿特拉斯(New Altas)報導，這是一種細菌電池，已發明了 100 多年。它們的結構與電池相同，都有正極、負極和電解質，但它們不是從化學來源獲取電力，而是透過細菌的分解作用，當細菌在吞噬土壤裡的有機物時，自然而然地將電子提供給附近的導體。
不過，埋在泥土中的電池如果要保持效用，必須持續它們的水和氧氣供應，這在實際執行上有困難，所以過去的泥土電池效率並不高，也就沒辦法實際應用。
因此，西北大學團隊開始設計讓微生物可持續獲得氧氣和水的方法，後來發現形底部採用水平圓盤，上頭再立起扁方盒的設計，可以有效的持續作用。底部圓盤是正極，深埋在土壤中，可以在微生物消化泥土時產出足夠數量的電子。
同時，導電金屬的負極，垂直位於頂部。因此，底部的位置足夠深，以便能夠從深層土壤中獲取水分。至於新鮮空氣，可以從方盒中的鏤空設計中流通，當然，為了防止灰塵和碎片的干擾，外頭可以罩上濾網。
在測試中，不同的土壤濕度，從完全的潮溼土壤，到稍微乾燥的土壤。發電效果都差不多，這就是團隊想看到的結果，穩定的供電才能夠有效使用。
團隊主持人楊比爾(Bill Yen)說：「想像一下，如果我們未來擁有數萬個這樣的設備，我們對鋰、重金屬的需求就會少了很多。我們利用土壤微生物來推動電池，它們在自然環境中就可以長期運作，只要土壤中存在可供微生物分解的有機碳，電池就有可能永遠持續下去。」
不過，千萬不要以為這樣的電池能夠推動電動車或智慧型手機。它更多的功能是是為小型的環境感測器供電，通常是氣象與環境調查之用，安裝的地方往往位在人跡罕至所在，所以科學家希望它們的電池無需定期更換。
(文章來源：2024-01-18 00:02 中時新聞網 江飛宇)
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