Учёные из Мичиганского технологического университета разрабатывают подводные микробные топливные элементы, которые могут питать морские датчики за счёт органических веществ, уже содержащихся в морской воде.
Проект создаётся в рамках программы DARPA BLUE (BioLogical Undersea Energy), цель которой — разработка автономных источников энергии для долговременных подводных сенсоров. Сейчас большинство таких устройств работает от батарей, которые затем приходится дорого и сложно поднимать на поверхность для замены.
В основе лежат микробные топливные элементы. Это системы, где бактерии «перерабатывают» органические вещества в воде и в процессе своей жизнедеятельности выделяют электроны. Эти электроны улавливаются системой и превращаются в электрический ток. В отличие от традиционных источников питания, здесь не нужен отдельный запас топлива — всё необходимое уже есть в окружающей среде.
Проблема в том, что в океане органических веществ значительно меньше, чем, например, в сточных водах, где такие технологии применяются чаще. Дополнительная трудность — высокая концентрация кислорода, который мешает работе бактерий.
Чтобы решить эти проблемы, исследователи используют гранулированный активированный уголь внутри трубчатых ячеек. Он концентрирует органические вещества, даёт бактериям поверхность для образования биоплёнок и повышает выработку электричества даже в кислородной среде.
Прототипы уже прошли испытания в реальных условиях. В Чесапикском заливе система работала около 30 дней под водой и продолжала вырабатывать электричество. В Галвестонском заливе тестировали модульную версию: три из четырёх блоков успешно генерировали энергию.
По словам разработчиков, технология может в будущем обеспечить питание для подводных датчиков, систем экологического мониторинга, сетей акустических сенсоров.
Следующий этап — более крупные испытания с 10 «микробными топливными элементами» в Чесапикском заливе (часть Атлантического океана, вдающаяся в материк и расположенная между штатами Виргиния и Мэриленд), чтобы проверить, насколько система подходит для длительной автономной работы вплоть до года.
