近日，记者从湖北大学获悉，绿能智感团队面向东北极寒条件下智慧农业环境监测需求，开展燃料电池驱动的低功耗物联网感知技术研究，构建集环境感知、数据采集、无线通信、能源供给和电源管理于一体的监测系统，探索长期、稳定、低碳的节点供能路径。

该监测系统由半导体离子隔膜燃料电池供电，采用APD5091芯片进行供电管理，传感系统由传感器、微控制器、蓝牙无线通信模块和用户端组成，可采集温度、湿度、CO2、氨气等环境参数，并将监测信息反馈至用户端。测试数据显示，蓝牙通信峰值功耗为10 mA、平均功耗为45.54 μA，通信距离可达20 m，已实现多场景、多参数检测。

团队将能源供给纳入整体设计，形成“燃料电池—电源管理—IoT感知模块”协同架构。周博峰与团队成员围绕半导体离子隔膜燃料电池的制备、性能测试和优化开展研究，设计多种基于表界面结构和能带设计的新型电解质，改善低温条件下离子电导率不足的问题，并调控锂镍钴铝层状阴极的低温催化活性，改善了阴极反应动力学性能。实验结果显示，燃料电池开路电压达到1.11 V，最大功率达到700 mW/cm²，实现低温稳定运行。

为解决燃料电池输出电压与后端负载匹配、能量调控和间歇供能问题，团队采用ADP5091模块构建电源管理单元，通过DC-DC升压、最大功率点追踪和输出控制电路，提高能源利用效率，并向超级电容器持续、稳定供电。团队成员尚可欣重点参与物联网感知系统搭建与充电测试，将传感、通信和电源管理模块整合，推动各模块形成完整系统。

在团队成员梅新潮学长的带领下，团队完成实验室测试和系统整合，并开展样机室外远距离测试及多场景应用验证，根据真实环境数据持续调整参数、优化性能，逐步打通燃料电池器件制备、性能评估、电源管理、传感器供能和无线数据传输的技术链条。

团队成员万中昱表示，未来希望将该系统应用于东北地区智慧农田和寒地大棚，围绕温度、湿度等环境参数开展感知与数据采集，在真实农业环境中检验系统稳定性与适应性，推动低功耗物联网感知与燃料电池绿色供能技术融合，为东北智慧农业数字化、智能化、绿色化发展提供技术支撑。（柯棠雯、姚韦彤、周博峰）

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