Cientistas da Universidade Northwestern, nos EUA, liderados por Bill Yen, desenvolveram uma célula de combustível microbiana que produz eletricidade de forma contínua por meio do metabolismo de bactérias presentes no solo. Esta abordagem oferece uma alternativa sustentável e renovável às baterias tradicionais.
Com dimensões aproximadas às de um livro de bolso, a célula microbiana alimentada pelo solo tem potencial para alimentar sensores subterrâneos em aplicações como agricultura de precisão e infraestrutura verde. Ao evitar o uso de baterias convencionais, que podem conter produtos químicos tóxicos, ela contribui para reduzir o impacto ambiental do lixo eletrônico.
Desenvolvimento da tecnologia
Ao longo de nove meses de testes intensivos, a equipe construiu quatro versões do protótipo, melhorando seu desempenho em condições secas e úmidas. A geometria única do dispositivo, utilizando um design perpendicular entre ânodo e cátodo, foi crucial para superar desafios tradicionais associados a células de combustível microbianas.
A arquitetura perpendicular, utilizando feltro de carbono como ânodo e um metal inerte como cátodo, proporciona uma eficiência notável. Com o ânodo na horizontal e o cátodo na vertical, o dispositivo otimiza sua interação com o solo, mantendo-se nivelado e evitando a entrada de detritos. Esse design vertical também permite que o cátodo permaneça hidratado, mesmo em condições de solo seco superficial.
Dura para sempre
A célula de combustível superou tecnologias similares em 120%, gerando uma média de 68 vezes mais energia do que a necessária para operar os sensores do teste. Sua resistência às variações na umidade do solo, desde condições ligeiramente secas até totalmente submersas, destaca sua robustez e versatilidade.
“O número de dispositivos na Internet das Coisas (IoT) está em constante crescimento,” disse Bill Yen. “Se imaginarmos um futuro com trilhões desses dispositivos, não podemos construir cada um deles a partir de lítio, metais pesados e toxinas que são perigosas para o ambiente. Precisamos encontrar alternativas que possam fornecer pequenas quantidades de energia para alimentar uma rede descentralizada de dispositivos. Em busca de soluções, nos voltamos para as células de combustível microbianas do solo, que usam micróbios especiais para decompor o solo e usam essa pequena quantidade de energia para alimentar sensores. Desde que haja carbono orgânico no solo para os micróbios quebrarem, a célula de combustível pode durar para sempre.”
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Fonte: Inovação Tecnológica
