Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nông nghiệp & Công nghệ Tokyo và Công ty Điện lực Shikoku của Nhật Bản đang tiến hành một dự án thử nghiệm khám phá tiềm năng của vi khuẩn đất để sử dụng trong pin nhiên liệu. Hiện có nhiều kỳ vọng rằng những vi khuẩn này có thể đóng vai trò là nguồn điện sạch, lâu dài với giá cả phải chăng.
Pin nhiên liệu vi khuẩn là thiết bị tạo ra điện bằng cách sử dụng vi khuẩn giải phóng electron trong quá trình tiêu thụ vật liệu hữu cơ. Các vi khuẩn sinh điện, chẳng hạn như vi khuẩn từ loài Shewanella, được cho là có mặt trong hầu hết mọi loại đất trên hành tinh. Mặc dù từ cách đây hơn 100 năm, các nhà khoa học đã phát hiện các vi sinh vật trong đất giải phóng electron, song công suất đầu ra thấp vẫn là một thách thức chính trong việc phát triển công nghệ hướng tới ứng dụng thực tế.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm vào tháng 9 tại 2 vườn hoa quả ở tỉnh Ehime, miền Tây Nhật Bản và sẽ tiếp tục cho đến cuối tháng 3/2025. Các nhà khoa học có kế hoạch nghiên cứu tác động của sự thay đổi theo mùa và khí hậu đến sản lượng điện. Dự án này nhằm mục đích sử dụng pin nhiên liệu vi khuẩn để cung cấp năng lượng cho các cảm biến nhiệt và camera trên các cánh đồng nông nghiệp và các địa điểm khác.
Pin nhiên liệu được sử dụng trong thí nghiệm là một hộp cao 7 cm chứa đầy đất từ các cánh đồng, với các điện cực chôn bên dưới. Tại mỗi vườn cây ở Yawatahama và Ikata, nhóm nghiên cứu đã chôn 12 hộp như vậy ở độ sâu khoảng 30 cm, phủ đất lên. Sản lượng điện sẽ ở mức thấp và sẽ được sử dụng sau khi đã lưu trữ đủ lượng điện cần thiết.
Trợ lý giáo sư Keisuke Matsumura tại Đại học Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo cho biết pin nhiên liệu vi khuẩn "có thể được lắp đặt ở bất cứ đâu và không cần phải thay thế pin mới thường xuyên". Do đó, đây có thể trở thành nguồn điện thay thế cho năng lượng Mặt Trời và pin khô. Nếu điện có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho camera giám sát tại các cánh đồng và cảm biến nhiệt, điều này sẽ giúp giảm gánh nặng cho người nông dân.
Trong pin nhiên liệu vi sinh, các electron do vi khuẩn giải phóng trước tiên sẽ được thu thập tại cực dương chôn trong đất, trước khi di chuyển đến cực âm. Dòng electron chảy qua mạch sẽ tạo ra điện. Đại diện của Công ty Điện lực Shikoku ở tỉnh Ehime, Hiroyuki Mishima lạc quan rằng với cơ chế pin nhiên liệu đơn giản như vậy, doanh nghiệp này có thể cung cấp điện với mức giá hợp lý.
Đặng Ánh
