微生物燃料電池供電 用於低功率設備 土壤發電 再生能源新技術

編譯/韋士塔 |2025.11.15
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土壤燈由微生物燃料電池供電。圖/dezeen網站
土壤燈與自然環境融為一體。圖/dezeen網站
土壤能提供電力,讓燈泡發亮。圖/Best Inventions網站
土壤電力的應用範圍非常廣泛。圖/Best Inventions網站
科學家嘗試利用土壤發電。圖/Fast Company網站

編譯/韋士塔

隨著全球對節能減碳與氣候變遷議題的日益關注,能源領域已成為科學家的重點研究方向;除了提升現有能源效率、減少能源浪費,研究人員也致力開發再生能源;近來,薩凡納藝術設計學院(Savannah College of Art and Design)出身的設計師發表一款神奇的燈泡,只需土壤,就能提供電力讓燈泡發亮,證實土壤將是再生能源極具潛力的新領域。

研究人員指出,看似平凡的土壤,實則蘊藏著豐富的生命力。即使肉眼難以察覺,土壤中仍存在著大量的微生物、真菌與昆蟲,它們不斷分解有機物質,釋放養分。凡有生命之處,便有能量的存在。

如今,科學家嘗試把這股能量轉化為電能與光能,這種環保能源若能穩定供應,有可能成為供電的新途徑,為全球能源問題提供另一個解決方案。

利用土壤發電並非全新概念,早在19世紀,蘇格蘭發明家貝恩(Alexander Bain)便發明了土壤電池(Earth Battery),透過將兩個電極插入土壤中來產生電力;這項早期技術,為土壤燈和微生物燃料電池等現代創新奠定了基礎,它們提供了一種更有效、可擴展的方法來利用地球中儲存的潛在能量。

隨後,土壤燈應運而生,其運作原理是利用電極與土壤之間的電化學作用。透過將兩種不同材質的電極(例如銅和鋅)置入土壤,便能產生電流,進而為低功率設備(如LED燈)供電。

如今,隨著微生物燃料電池(MFC)的問世,土壤電力技術進入了新世代。與土壤電池不同,微生物燃料電池不仰賴土壤的電化學特性,而是利用土壤中微生物的代謝活動作為能量來源。當細菌分解土壤中的有機物質時,會釋放電子。置於土壤中的電極便能捕捉這些電子,產生電流,進而為小型電器供電。

儘管土壤電力技術尚處於發展初期,難以擴大規模應用於高耗能設備,但其潛在應用範圍廣泛。

在鄉村地區,土壤電力可用於手機充電或為環境感測器供電。在基礎設施受損的緊急情況下,亦可用於照明與通信設備。此外,土壤電力還可應用於農業領域,為監測土壤健康、作物狀況或水位的感測器提供電力。

為了驗證土壤微生物燃料電池作為永續電力來源的可行性,薩凡納藝術設計學院的畢業生布魯內爾(Milou Brunel)近期推出了一款名為Soli Lamp的戶外燈。這款燈具完全由微生物燃料電池供電,而Soli Lamp所使用的土壤則取自布魯內爾自家的後院。

布魯內爾期望,這項技術未來能為公園照明或路燈提供電力,並藉此引發人們思考,「如何與地球合作、尊重地球、與之共存,而非單純地剝削地球」。

隨著氣候變遷持續對傳統能源構成挑戰,土壤燈與土壤中的電力,因其提供離網電力解決方案的潛力而受到關注。在永續建築和節能設計至關重要的時代,土壤燈代表了重新定義我們對綠色能源看法的重要一步。

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