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.