Στα εργαστήρια του Πανεπιστημίου Northwestern στις Ηνωμένες Πολιτείες, μια ερευνητική ομάδα μηχανικών κατάφερε να μετατρέψει την απλή, κοινή λάσπη σε πηγή καθαρού ηλεκτρικού ρεύματος. Η συσκευή, με διαστάσεις όσο ένα μικρό βιβλίο τσέπης, αποτελεί μια πρωτοποριακή μικροβιακή κυψέλη καυσίμου εδάφους (Soil Microbial Fuel Cell): Δεν περιέχει λίθιο, τοξικά οξέα ή σπάνιες γαίες, αλλά αντλεί ισχύ αποκλειστικά από τον αόρατο μικρόκοσμο που ζει μέσα στο χώμα.
Όσο υπάρχει οργανική ύλη στο έδαφος για να τραφούν τα βακτήρια, η βιολογική αυτή μπαταρία μπορεί θεωρητικά να λειτουργεί για πάντα, καταργώντας την ανάγκη αλλαγής μπαταριών σε χιλιάδες απομακρυσμένες εγκαταστάσεις.
Πώς τα μικρόβια αναπνέουν ηλεκτρισμό
Ο βιολογικός μηχανισμός πίσω από την ανακάλυψη μοιάζει με επιστημονική φαντασία. Στο υγρό υπέδαφος ζουν αποικίες ηλεκτρογόνων βακτηρίων, όπως τα είδη Geobacter και Shewanella: Αυτά τα μικρόβια διασπούν την οργανική ύλη του χώματος και, επειδή ζουν σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο, αποβάλλουν τα περιττά ηλεκτρόνια μέσω μικροσκοπικών πρωτεϊνικών νηματίων που λειτουργούν σαν φυσικά νανοκαλώδια.
Οι ερευνητές τοποθέτησαν μια οριζόντια άνοδο από ανθρακόνημα βαθιά μέσα στο υγρό χώμα για να συλλέγει αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, ενώ συνέδεσαν μια μεταλλική κάθοδο που εκτείνεται κατακόρυφα προς την επιφάνεια του εδάφους όπου υπάρχει άφθονο οξυγόνο.
Η ροή των ηλεκτρονίων ανάμεσα στα δύο άκρα δημιουργεί σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα, αξιοποιώντας την ίδια τη διαδικασία της βακτηριακής αναπνοής.
Το τέλος των τοξικών μπαταριών στους αγρούς
Στις δοκιμές πεδίου, η «ζωντανή μπαταρία» λειτούργησε άψογα σε όλες τις καιρικές συνθήκες, από περιόδους έντονης ξηρασίας μέχρι ακραίες πλημμύρες όπου το χώμα σκεπάστηκε εντελώς από νερό: Παρήγαγε 68 φορές περισσότερη ενέργεια από όση απαιτούσαν οι συνδεδεμένοι αισθητήρες υγρασίας και θερμοκρασίας.
Η τεχνολογία δοκιμάστηκε με επιτυχία στη γεωργία ακριβείας, τροφοδοτώντας υπόγειους αισθητήρες και μικροκεραίες που μεταδίδουν δεδομένα για την ποιότητα των καλλιεργειών απευθείας στα κινητά των αγροτών.
Αντί να θάβονται εκατομμύρια τοξικές μπαταρίες λιθίου στα χωράφια που μολύνουν τον υδροφόρο ορίζοντα, τα μικρόβια της ίδιας της γης αναλαμβάνουν πλέον να παράγουν το ρεύμα του μέλλοντος, ανοίγοντας έναν εντελώς νέο δρόμο για τη βιώσιμη τεχνολογία.
