Бактерии вырабатывают ток: зачем их поместили в камеру с почвой
Можно ли организовать экологический мониторинг без проводов, аккумуляторов и постоянной подзарядки? Оказывается, да — и энергия для этого будет поступать от… бактерий.
Учёные Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" создали компактную автономную систему слежения за состоянием окружающей среды, где источником питания выступает биоэлектричество, генерируемое микроорганизмами в почве.
Что умеет новая система
Разработка может измерять сразу несколько важных метеорологических и экологических параметров:
- Температуру.
- Относительную влажность воздуха.
- Атмосферное давление.
- Уровень pH.
- Концентрации загрязняющих веществ.
Все данные автоматически передаются на расстояние до 10 км. Это значит, что устройство способно работать без участия человека даже в самых отдалённых уголках.
"Мы разработали компактную систему отслеживания различных метеорологических показателей… Ключевой особенностью устройства является применение биоэлектрохимического источника питания…", — рассказала Яна Хващевская, инженер кафедры инженерной защиты окружающей среды СПбГЭТУ "ЛЭТИ".
Как это работает
Внутри устройства — герметичная камера с почвой. Именно там живут микроорганизмы, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают электричество. Напряжения 0,4 В недостаточно для работы вычислительного модуля, поэтому система оснащена:
- DC-DC преобразователями для повышения напряжения.
- Конденсаторами — они накапливают энергию до нужного уровня.
- Микросхемой, запускающей микроконтроллер при достижении 3 В.
После этого запускается автоматический сбор данных с датчиков, которые затем передаются по беспроводной связи на ПК оператора.
Где пригодится система
Основные направления использования:
- Крупные природные заповедники.
- Сельскохозяйственные поля.
- Частные теплицы и приусадебные участки.
Главные плюсы: низкая себестоимость, автономность, компактность и экологичность. Это делает систему особенно полезной в местах, где нет возможности установить полноценную метеостанцию или провести электричество.
Уточнения
По́чва - природный объект, формирующийся в результате преобразования поверхностных слоёв суши при совместном воздействии факторов почвообразования.