Czujniki zasilane przez mikroby żyjące na dnie morza

Czujniki zasilane przez mikroby żyjące na dnie morza

Naukowcy z Oregon State University opracowali czujniki oceaniczne, które ‘żywią’ się bakteriami żyjącymi w osadzie na dnie oceanu. Mikrobowe ogniwa paliwowe są wykorzystywane już dziś do zasilania czujników śledzących żółwie.

Skomplikowane czujniki pozwalają oceanografom badać różne aspekty życia w oceanie przez długie okresy czasu. Jednakże proces wymiany baterii w tych czujnikach jest często operacją bardzo złożoną i kosztowną, szczególnie, gdy czujniki znajdują się na dużej głębokości.

Oceanografowie z Oregon State University twierdzą, że najprostszym rozwiązaniem jest zaprząc do zasilania mikroby znajdujące się w osadzie na dnie oceanu. Są one w stanie zapewnić niewielkie, ale stałe źródło zasilania.

Wynaleźli oni ogniwo paliwowe czerpiące z mikrobów, oparte o elektrodę, która wychwytuje elektrony uwalniane przez bakterie żyjące w niskotlenowym środowisku. Elektrony te są kierowane w stronę obwodu, by dostarczyć energię i wejść w reakcję elektrochemiczną z tlenem i jonami wodoru, w wyniku której powstaje woda

Mikroby wykorzystywane w ten sposób były dotąd pozyskiwane ze ścieków, jednakże Mark Nielsen z zespołem z Oregon State University pracują obecnie nad systemami, które wykorzystają mikroby z dna oceanu. Są obecnie w trakcie testów w środowisku oceanicznym. Badają, czy są one w stanie wygenerować dość mocy, by zasilić proste czujniki oceanograficzne.

„Osad na dnie morza, to bogate w mikroby, beztlenowe środowisko, które może dostarczyć elektrony,” – powiedział Nielsen.

Okazuje się, że również i mikroby się wyczerpują. Aby poradzić sobie z tym problemem, umieszczono na dnie dwa urządzenia, które pracują na zmianę tak, by dać czas mikrobom na odbudowę swego ekosystemu.

Tak skonstruowane czujniki są wykorzystywane przez marynarkę amerykańską do śledzenia żółwi w zatoce San Diego. Marynarka ma nadzieję, że w przyszłości ten sam system będzie można wykorzystać do śledzenia okrętów podwodnych.

Technologia ta „pozwala uzyskać 60 miliwatów, co wystarcza na zasilenie prostych czujników.” – powiedział Nielsen.

Baterie wykorzystywane normalnie przez oceanografów wystarczają na około rok. Jak na razie, ogniwa mikrobowe są w stanie funkcjonować przez 200 dni.

(lk)