El Centro Nacional de Investigación del Instituto Kurchatov ha desarrollado innovadoras celdas de combustible microbianas que pueden usarse en varios dispositivos IoT. Por ejemplo, en sensores de campo para monitorear el estado del agua, el suelo y el aire. Tales sensores pueden funcionar de forma autónoma durante mucho tiempo sin necesidad de mantenimiento,
escribe Izvestia.
“Creamos el primer prototipo: un sensor capaz de medir varios parámetros a la vez: temperatura, presión, humedad. Utiliza una fuente de alimentación autónoma y transmite información una vez cada media hora, más a menudo no es necesario para los servicios de la ciudad ", dijo Pavel Gotovtsev, subdirector del departamento de biotecnología y bioenergía del complejo de tecnología NBIKS del Centro de Investigación del Instituto Kurchatov.
El 1 de enero de 2018, en la revista científica
Robotics, se publicó un artículo científico
"Fuentes de energía basadas en bioenergía para robots autónomos móviles" , cuyo autor principal es Pavel Gotovtsev. Además de él, entre los autores se encuentran otros empleados del Departamento de Biotecnología y Bioenergía y el Laboratorio "Robótica" del Instituto Kurchatov, así como el Instituto G.K. Scriabin de Bioquímica y Microorganismo de la Academia de Ciencias de Rusia. Describe brevemente las diversas opciones de diseño para celdas de combustible para robots autónomos, incluidas las celdas de combustible que utilizan microorganismos.
El año pasado, se
publicó un artículo sobre pilas de combustible microbianas por Pavel Gotovtsev y sus colegas en la revista Russian Nanotechnologies (doi del artículo: 10.1134 / S1995078017010098). Este artículo describe las propiedades de un bioelectrodo formado al inmovilizar las células bacterianas de
Gluconobacter oxydans en "material de carbono ultrafino" (CSM).
Gluconobacter oxydans es un aerob obligatorio que utiliza oxígeno como un receptor terminal de electrones para la respiración. Esta bacteria del ácido acético se caracteriza por la oxidación incompleta de una amplia gama de carbohidratos y alcoholes, no es patógena para los humanos y otros animales, y está presente en frutas maduras, frutas, sidra, cerveza, vino.
Los experimentos han demostrado que las celdas de combustible con bacterias en el electrodo son completamente funcionales. Ya se han creado prototipos, y en tres a cinco años está previsto comenzar las pruebas piloto del sistema en condiciones urbanas. Después de eso, nada impide la producción de los mismos sensores ambientales con celdas de combustible microbianas a escala industrial: “En el futuro, podremos colocar dichos sensores en colectores de lluvia o en el suelo. Monitorearán el estado del agua y el aire, la contaminación del territorio. Puedes usar sensores químicos simples para esto ”.
Según los desarrolladores, un sistema de sensores (varios sensores y una batería de biocombustible) costará hasta 10 mil rublos. Cada sensor puede rastrear las condiciones del suelo dentro de un radio de varios metros.
Los ambientalistas aceptaron con entusiasmo la iniciativa del Instituto Kurchatov para la producción de sensores ambientales. Por ejemplo, Evgeny Schwartz, director de política ambiental del Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF), cita la ciudad industrial estadounidense de Pittsburgh, la ciudad del carbón y el acero, siempre inmersa en una nube de smog. La situación cambió cuando se introdujo allí un sistema de monitoreo ambiental automático.
Pittsburgh en la década de 1930 y ahora. Foto: Getty Images, ThinkstockEn solo diez años, este sistema ha convertido a Pittsburgh en una ciudad floreciente "asfixiante": "Al mismo tiempo, las empresas que exceden el límite de emisión reciben un pago para aquellos que han reducido la contaminación. Con la ayuda de las tecnologías de monitoreo ecológico creadas en el SIC, esto se puede hacer ”, dice Eugene Schwartz. Él dice que tal experiencia se puede aplicar, por ejemplo, en Chelyabinsk rusa y otras ciudades que sufren degradación ambiental. Las innovaciones ecológicas se fomentan financieramente a través del sistema de cuotas: el dinero fluye aquí, lo que significa que las empresas y el personal están involucrados.
Además, los sensores conectados a Internet alertarán de inmediato sobre posibles fugas de reactivos nocivos de las empresas industriales, que responderán rápidamente a las amenazas ambientales emergentes.