Pin nhiên liệu vi sinh vật (MFC) là thiết bị sử dụng hoạt động dị hóa của vi sinh vật, chúng giải phóng electron khi tiêu thụ các loại chất thải hữu cơ và nguồn sinh khối dồi dào trong tự nhiên, từ đó tạo ra điện. MFC có nhiều ưu điểm hơn so với pin nhiên liệu hóa học – chỉ có thể sử dụng nhiên liệu phản ứng có độ tinh khiết cao như hydro. Hiện nhiều quốc gia đầu tư nghiên cứu và phát triển thiết bị MFC.
Theo Kyodo News, các nhà nghiên cứu tại ĐH Nông nghiệp và Công nghệ Tokyo phối hợp với Công ty Điện lực Shikoku đang tiến hành dự án thử nghiệm khám phá tiềm năng của vi sinh vật trong đất, nhằm sử dụng trong pin nhiên liệu. Các chủng vi sinh vật sinh điện như loài Shewanella – có mặt trong hầu hết mọi loại đất trên trái đất. Các chuyên gia đặt kỳ vọng nghiên cứu sẽ giúp ứng dụng MFC trở thành nguồn điện sạch, bền vững và giá cả phải chăng.
Thực tế, hơn 100 năm trước, đã có nghiên cứu phát hiện các vi sinh vật trong đất giải phóng electron. Nhưng thời điểm đó công nghệ chưa phát triển để ứng dụng tiềm năng này.
Cuộc thử nghiệm bắt đầu từ tháng 9/2024 tại hai cánh đồng cam ở tỉnh Ehime, cho đến cuối tháng 3/2025. Trong đó, các chuyên gia đã lập kế hoạch các ảnh hưởng của thời tiết sẽ tác động đến sản lượng điện.
Các vi sinh vật sống trong đất tại các cánh đồng Ehime sẽ cung cấp năng lượng cho các tấm cảm biến nhiệt và thiết bị camera. Pin nhiên liệu được sử dụng trong thí nghiệm là một hộp cao 7 cm chứa đầy đất, cùng các điện cực nhúng. Nhóm nghiên cứu chôn 12 hộp như vậy ở độ sâu 30 cm, rồi phủ đất lên. Trong pin nhiên liệu MFC, các electron do vi sinh vật giải phóng ra sẽ được thu thập tại cực dương nhúng trong đất, trước khi nó di chuyển đến cực âm. Dòng electron chạy qua mạch tạo ra năng lượng.
Keisuke Matsumura, trợ lý giáo sư, thuộc nhóm nghiên cứu cho biết, nếu nguồn điện này được ứng dụng để tạo ra năng lượng cho các camera và cảm biến nhiệt tại các cánh đồng sẽ giúp giảm bớt gánh nặng cho nông dân. Nhất là tại quốc gia đang phải vật lộn với tình trạng dân số suy giảm nghiêm trọng, đặc biệt trong lĩnh vực nông nghiệp. “Hơn nữa, loại pin nhiên liệu vi sinh vật có thể được lắp đặt ở bất cứ đâu và không cần phải thay thế thường xuyên”, vị này nói.
Ông Hiroyuki Mishima, đại diện Shikoku Electric, chi nhánh Ehime, cho biết: “Cơ chế của pin nhiên liệu vi sinh vật rất đơn giản. Chúng tôi có thể cung cấp điện với mức giá hợp lý”.
