Е дно от най-големите предизвикателства за фермера Том Мартин от планината Пуласки, Илинойс, е разбирането на качеството на почвата в полетата, където отглежда царевица и соя, предаде VOA/ Voice of America.
„Това е основата на нашата рентабилност – да знаем какво се съдържа в почвата, за да можем да отглеждаме културите си ефективно. Тестването в миналото за мен беше ненадеждно“, споделя Мартин.
Тази информация определя колко тор ще трябва да закупи фермерът. Но използването на технологии за събиране на данни дълбоко в полето, далеч от електрически източници и засенчено от растения, създава сериозно предизвикателство. Най-големият проблем при анализирането на почвата е именно захранването на устройствата, които събират необходимите данни.
„Винаги търся нови технологии, които могат да ни помогнат да разберем по-добре състоянието на нашите почви“, казва Мартин.
Точно такава технология разработва Лаура Джалиф, докторантка в Северозападния университет.
„Знаех, че има нужда от по-евтини, достъпни и лесни за използване тестери за здравето на почвата“, обяснява тя.
Джалиф работи върху устройство, което не се нуждае от батерии и може да функционира навсякъде – денем и нощем.
„Целта му е да се справи с предизвикателството на мониторинга на почвеното здраве в земеделието.“
Разработената от Джалиф микробна горивна клетка е базирана на откритие, направено от нейния колега, студентът Бил Йен.
„Просто поставяме устройство в почвата, което улавя електроните, освобождавани от микробите, и ги използваме за захранване на нашите електронни сензори“, обяснява Йен.
Още през 1911 г. учените откриват, че микробите могат естествено да генерират електричество. Едва в последните години обаче, благодарение на новите разработки като сензорите на Йен и Джалиф, тази технология започва да доказва своята приложимост.
„Основната ни цел е да направим сензорите интелигентни, но независими от електрическата мрежа“, казва Йен.
Микробната горивна клетка захранва сензори, които предоставят ценни данни на изкуствения интелект, подпомагайки по-доброто разбиране на почвената среда.
Устройството на Йен е адаптирано за различни почвени условия, като максимално оползотворява наличните ресурси. То е лесно за изработка, с отворен код и може да бъде конструирано с помощта на 3D принтер.
„Състои се само от анод и катод – два електрода, които направихме от въглероден филц. Този материал може да се произвежда навсякъде по света чрез обработка на биомаса“, пояснява Йен.
Използването на енергията от микробите не е достатъчно за захранване на мобилни телефони или лични устройства – произвежда едва около 200 микровата електричество. Освен това, увеличаването на размера на клетката не води до по-голяма мощност.
„Не можете просто да направите устройството два пъти по-голямо и да очаквате два пъти повече енергия“, уточнява Йен.
Но дори и това малко количество електричество е достатъчно, за да даде на фермера Том Мартин ценна информация, която може да му спести значителни разходи за торене.
„И не става въпрос само за тора – става въпрос за всичко: гориво, труд, ресурси“, допълва Мартин.
С информацията, предоставяна от микробната горивна клетка, той не само оптимизира разходите си, но и прави земеделието си по-устойчиво.
