Исследователи из Мичиганского технологического университета занимаются разработкой передовых подводных микробных топливных элементов. Данные элементы способны генерировать энергию из органических веществ, которые уже содержатся в морской воде. Этот проект осуществляется в рамках программы DARPA BLUE (BioLogical Undersea Energy). Цель программы — создать автономные источники питания для подводных устройств, которые могут работать долгое время без подзарядки.
Источник изображения: Nano Banana
В основе этой технологии лежат микробные топливные элементы. В таких системах специальные микроорганизмы расщепляют органические вещества, которые содержатся в воде, и в ходе своей жизнедеятельности вырабатывают электроны. Далее эти электроны улавливаются системой и преобразуются уже непосредственно в электричество. Преимущество данной технологии заключается в том, что для её работы не требуется дополнительное топливо, так как всё необходимое для преобразования уже присутствует в окружающей среде.
Конечно, не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Так, в океане содержание органических веществ гораздо меньше, чем, к примеру, в сточных водах, где уже используются подобные технологии. К тому же, из-за высокого содержания кислорода в морской воде работа бактерий затрудняется.
Для решения данных проблем учёные применяют гранулированный активированный уголь, который помещается в трубчатые ячейки. Он способствует концентрации органических веществ, создаёт поверхность для формирования биоплёнок бактерий и повышает эффективность производства электричества даже в условиях высокого содержания кислорода.
Опытные образцы уже были протестированы в реальных условиях. В Чесапикском заливе система успешно функционировала под водой в течение примерно месяца, стабильно обеспечивая выработку электроэнергии.
В Галвестонском заливе была апробирована модульная версия системы, и три из четырёх модулей продемонстрировали успешное производство энергии. Разработчики полагают, что данная технология может найти применение в обеспечении питания подводных датчиков, систем экологического мониторинга и сетей акустических датчиков в будущем.
На следующем этапе учёные проведут масштабные испытания с использованием десяти микробных топливных элементов в Чесапикском заливе, который является частью Атлантического океана и расположен между штатами Виргиния и Мэриленд. Цель испытаний — определить, насколько эффективно система может работать в автономном режиме в течение длительного времени, вплоть до одного года.
