Fuel cell that generates electricity from soil microorganisms/Pila de combustible que genera electricidad a partir de microorganismos del suelo
Source
A team at Northwestern University in the US has developed a "soil microbial fuel cell" (SMFC) that harnesses the energy of microorganisms living in the soil to generate electricity. Basically, it is a battery that is powered by the biological activity of the soil. Soil microorganisms, when decomposing organic matter (such as dead plants), release electrons as part of their natural metabolism. The battery is designed to capture these electrons and has two key components.
Un equipo de la Northwestern University de EEUU ha desarrollado una "pila de combustible microbiana del suelo" (SMFC) que aprovecha la energía de los microorganismos que viven en la tierra para generar electricidad. Básicamente, es una batería que se alimenta de la actividad biológica del suelo. Los microorganismos del suelo, al descomponer la materia orgánica (como las plantas muertas), liberan electrones como parte de su metabolismo natural, la pila está diseñada para capturar estos electrones y cuenta con dos componentes clave.
On the one hand, the anode is formed by a carbon felt electrode that is buried horizontally. This is where microbes "live" and release electrons. An inert metal electrode that is placed vertically, protruding from the ground to be in contact with the air. Electrons generated by microbes at the anode flow through an external circuit to the cathode (which requires oxygen from the air). This flow of electrons is, precisely, the electric current that powers the devices.
Por una parte, el ánodo esta formado por un electrodo de fieltro de carbono que se entierra horizontalmente. Aquí es donde los microbios "viven" y liberan los electrones. Un electrodo de metal inerte que se coloca verticalmente, sobresaliendo del suelo para estar en contacto con el aire. Los electrones generados por los microbios en el ánodo fluyen a través de un circuito externo hacia el cátodo (que necesita oxígeno del aire). Este flujo de electrones es, precisamente, la corriente eléctrica que alimenta los dispositivos.
Source
The design is key, by having the cathode vertical and in contact with the air, the device solves a historical problem: it ensures a constant supply of oxygen while keeping the anode always moist underground, even in times of drought or floods. Obviously this battery is not designed to recharge the car or to light a light bulb at home, but to revolutionize the world of small sensors, especially with regard to precision agriculture and environmental monitoring.
El diseño es clave, al tener el cátodo en vertical y en contacto con el aire, el dispositivo resuelve un problema histórico: asegura un suministro constante de oxígeno a la vez que mantiene el ánodo siempre húmedo bajo tierra, incluso en épocas de sequía o inundaciones. Obviamente esta pila no está diseñada recargar el auto o para encender una bombilla de casa, sino para revolucionar el mundo de los pequeños sensores, especialmente en lo que se refiere a la agricultura de precisión y la monitorización del medio ambiente.
In agriculture, it allows creating networks of underground sensors that measure soil humidity, temperature or nutrients continuously and autonomously, helping farmers optimize resources. As for environmental monitoring, it can power sensors that detect the movement of animals (by sensing vibrations in the ground) or that monitor pollution in wetlands or forests, without the need to change batteries. These types of batteries have many advantages over conventional batteries.
En la agricultura, permite crear redes de sensores subterráneos que midan la humedad, la temperatura o los nutrientes del suelo de forma continua y autónoma, ayudando a los agricultores a optimizar los recursos. En cuanto a la monitorización ambiental, puede alimentar sensores que detecten el movimiento de animales (al sentir las vibraciones en el suelo) o que vigilen la contaminación en humedales o bosques, sin necesidad de cambiar baterías. Este tipo de baterías tienen muchas ventajas frente a las baterías convencionales.
Source
Being made of materials that can be found in a hardware store and being potentially biodegradable, it avoids the use of heavy metals and toxic substances from lithium batteries, reducing pollution from electronic waste. They have zero maintenance since, theoretically, they can last forever. As long as the microbes have organic matter to break down, the battery will continue to generate energy, making it ideal for remote or hard-to-reach locations. In fact, it proved to be 120% more durable than previous similar technologies.
Al estar hecha de materiales que se pueden encontrar en una ferretería y ser potencialmente biodegradable, evita el uso de metales pesados y sustancias tóxicas de las baterías de litio, reduciendo la contaminación por residuos electrónicos. Tienen un mantenimiento nulo ya que, teóricamente, puede durar para siempre. Mientras los microbios tengan materia orgánica para descomponer, la pila seguirá generando energía, lo que la hace ideal para lugares remotos o de difícil acceso . De hecho, demostró ser un 120% más duradera que tecnologías similares anteriores.
Plus, unlike solar panels, it doesn't rely on sunlight or cleanliness, and works in a wide range of conditions, from dry to completely flooded soil. In short, this innovation turns the soil into a clean and practically eternal source of energy for "Internet of Things" (IoT) devices, offering a very promising alternative to traditional batteries in the countryside and nature. This innovation is positioned as a key tool for the digitalization of the agricultural sector.
Además, a diferencia de los paneles solares, no depende de la luz solar ni de que esté limpio, y funciona en una amplia gama de condiciones, desde suelo seco hasta completamente inundado. En resumen, esta innovación convierte el suelo en una fuente de energía limpia y prácticamente eterna para los dispositivos del "Internet de las Cosas" (IoT), ofreciendo una alternativa muy prometedora a las baterías tradicionales en el campo y la naturaleza. Esta innovación se posiciona como una herramienta clave para la digitalización del sector agropecuario.
More information/Más información
https://noticiasambientales.com/innovation/create-a-biotic-electronics-fuel-cell-that-generates-electricity-with-soil-microorganisms/