Современная электроника №5/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 17 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2024 неэффективно работают в загрязнён - ной среде , когда рабочие поверхно - сти элементов PSE покрываются со временем пылью и грязью , в услови - ях осадков ( снега ), когда нет солнца , и при этом такие конструкции обя - зательно снабжены накопительными АКБ и занимают условно много места . Типичные АКБ также представляют проблему , они требуют перезаряда , регламентных работ , контроля и без - опасной утилизации . Фермеры име - ют не по 6 соток огорода , а возделы - ваемые площади в десятки и сотни га . Обойти большой по площади участок , чтобы заменить батареи или прокон - тролировать установку – преобразо - ватель солнечной энергии , очищать солнечные панели от пыли и осадков , крайне неудобно . Поэтому сравнительно лучшим решением в АПК является комплекс мер по производству и преобразо - ванию электроэнергии , в том чис - ле « сбор » электроэнергии непосред - ственно из того , что « под ногами », из почвы и заболоченной местности . Пока в почве и иной среде , насыщен - ной микроорганизмами , есть органи - ческий углерод и микроорганизмы , топливный элемент MFC потенци - ально может работать вечно . Выводы и перспективы Выводы и перспективы условно можно разделить на четыре важных направления . Растущий спрос на микромощные дат - чики для электронных устройств ведёт к зависимости от экологических преи - муществ и универсального применения новейших АКБ и в целом источников питания , даже маломощных . Перспек - тивы развития рассмотренных источни - ков питания на основе MFC связаны с их доступностью и отчасти универсально - стью . Поскольку микробы , бактерии и в целом микроорганизмы окружают нас повсюду , дальнейшие разработки связа - ны с конкуренцией технологий и пред - ставляются важным экономическим фактором ( выгодой ). В статье мы лишь приоткрыли « завесу тайны » и показа - ли направление , чтобы отечественные разработчики РЭА могли использовать и развивать результаты исследования . « Грунтовый » биоэлектронный источ - ник питания – альтернатива батареям и АКБ , содержащим токсичные , легко - воспламеняющиеся химические веще - ства , которые плохо утилизируются , частично проникают в землю , не раз - лагаясь в ней , а загрязняя её , зависят от технических , материальных и логисти - ческих возможностей поставок и спо - собствуют постоянно растущей пробле - ме электронных отходов . Альтернатива почти для всех сфер и процессов , про - исходящих на земле . Дальнейшие перспективы исследо - ваний учёных видны в том , чтобы раз - работать полностью биоразлагаемый источник тока MFC, но не по анало - гии биоразлагаемых ( проглатываемых ) источников питания , применяемых в медицинской электронной технике , а на основе компонентов грунта и содержащихся в нём минералов [6]. Кроме того , из перспективных направ - лений исследований известно о созда - нии контейнированных автономных ячеек источников питания с высокой плотностью энергии на основе синер - гетических эффектов . Интересно , что с растущей потребностью в повышен - ной плотности энергии в современных аккумуляторных системах ( для умень - шения форм - фактора ) кремниевые (Si) материалы высокой ёмкости представ - ляют потенциальную альтернативу решениям актуальных задач разра - ботчиков РЭА из - за их превосходной теоретической ёмкости (3579 мА / ч / г –1 и низкого рабочего напряжения , менее 100 мВ ( даже в сравнении с материа - лами группы лития ). Второй фак - тор – доступность . Все компоненты для источника питания MFC мож - но найти буквально « под ногами », а конструктивные элементы корпуса и материалы получить на производстве или даже приобрести в торговой сети . Третийфакторразвитиятехнологии – инновационные способы диагности - ки и контроля загрязнения почвы . Среди передовых технологий , игра - ющих ключевую роль в сохранении планеты , выделяются фито - и био - ремедиация , нанотехнологии , гео - инженерия и создание локальных экологических систем . Автономные природные источники питания MFC и электронные датчики , взаимодейству - ющие с ними , помогут этим процес - сам . В - четвёртых , с помощью техно - логии MFC представляется уместным тестировать эффективность добычи металлов с использованием микро - бов ( биомайнинг ). Известно , что даже камни разрушаются не только из - за погодных условий , влажности или направленного действия капель ( к примеру , дождевых ), но и микро - организмами . Учёные протестиро - вали это , используя бактерии для извлечения металлов меди и золо - та из горных пород . Это безопаснее для окружающей среды , чем воздей - ствие на камни токсичным химиче - ским веществом – цианидом . Поэтому добыча редкоземельных элементов и ценных металлов может быть сопря - жена с дальнейшим изучением про - блематики и широких возможностей применения биоэлектрогенераторов с получением энергии из среды дея - тельности микроорганизмов . Электрический ток , получаемый как производная деятельности микроор - ганизмов в естественной и , особенно , неестественной для них среде , – одна из определяющих науку будущего кон - цепций . В этом смысле проводитсямно - го смежных исследований , все они так или иначе связаны с современной элек - троникой . Литература 1. Дионисиади А . Из турецкого огня в « ста - линское полымя ». URL: https://www. mio.com.gr/en/publikatsii/eksklyuziv/ ispoved-pokayanie-i-zavet-potomkam. 2. Кашкаров А . П . Отходы – в доходы : пра - вила и проекты безубыточного хозяй - ствования . М .: ДМК - Пресс , 2012. 152 с . 3. Кашкаров А . П . Современные био -, бен - зо - и дизель - генераторы . М .: ДМК - Пресс , 2011. 136 с . 4. Кашкаров А . П . Экологически чистые про - дукты на вашем участке . Практическая биодинамика . М .: Аквариум , 2012. 96 с . 5. Представлен новый топливный эле - мент , извлекающий энергию из живых организмов в почве . URL: https://www. cta.ru/news/cta/178262.html. 6. Dirt-powered fuel cell runs forever. URL: https://news.northwestern.edu/ stories/2024/01/dirt-powered-fuel-cell- runs-forever/. 7. Flaherty N. Indium anode enables five minute battery charging. URL: https:// www.eenewseurope.com/en/this-battery- is-doing-a-beautiful-dirty-job/. 8. Flaherty N. Indium anode enables five minute battery charging. URL: https:// www.eenewseurope.com/en/indium- anode-enables-five-minute-battery- charging/ 9. Minjun J., Hye B.S., ets. Formulating Electron Beam-Induced Covalent Linkages for Stable and High-Energy-Density Silicon Microparticle Anode. URL: https://www. qualenergia.it/pro/documenti/formulating- electron-beam-induced-covalent-linkages- for-stable-and-high-energy-density-silicon- microparticle-anode/.