1841年，亚历山大贝恩证实了潮湿污垢的发电能力。接地电池是一对电极，由两种不同的金属组成，使用潮湿的土壤作为电解液。为了制造电池，贝恩将锌（阳极）和铜（阴极）的板埋在地上，相隔约一码。它产生了大约1伏的输出电压。

当你把锌阳极和铜阴极放在湿泥浆的容器中时，这两种金属开始反应，因为锌比铜更容易失去电子，而且泥浆中含有离子。通过弄湿污垢，它就变成了真正的电解质溶液。因此，电极开始交换电子，就像普通电池一样。

如果电极接触，它们在反应时会产生大量的热量；但是由于土壤将它们分开，自由电子必须穿过连接两种金属的电线。如果一个发光二极管连接到完整的电路，你就拥有了一个土壤灯。

为了获得自然电能，研究人员将两块金属板按磁子午线或天文子午线的方向打入地面。较强的洋流从南向北流动。这种情况会影响电流强度和电压的显著均匀性。当地球电流从南到北流动时，电极被定位，从南到北。在许多早期的实验中，由于电极之间的间距过大，成本过高，而没能实现。

人们发现，通过像商业铅酸蓄电池那样串联几个接地电池，电压水平呈线性增加。通过并联接地单元增加负载电流。研究还发现，除了单电池电压与电极尺寸无关外，通过增加电极的表面积可以提高源电流容量。

由于所有的普通金属都以相同的方式工作，两个间隔的电极之间的外部电路中都有负载。它们是在电介质中制备的，当能量传递给介质时，介质中的自由电子被激发。自由电子随后流向一个电极的程度比流向另一个电极的程度大，从而导致电流在外部电路中流过负载。

电流从在电位序列中位置接近负端的板流出。当两种金属在电位序列中的距离最远时，当材料靠近正端时，电流产生峰值；当材料靠近正端时，电流产生峰值；当材料靠近负端时，电流产生峰值。这些金属板，一个是铜，另一个是铁或碳，通过一根电阻不大的电线连接在地面上。在这种布置方式下，电极不会受到明显的化学腐蚀，即使是在充满水的土壤中，并且长时间通过电线连接。

缺点是电流不会一直持续下去。最终，污垢将耗尽其电解质质量，但更换土壤将重新开始这一过程。

另一种来源，微生物电池，或微生物燃料电池，已经存在，但他们的功率输出是如此之低，以至于他们很少使用运行一盏灯，充电一个手机，计算器，电子手表，婴儿玩具和白光LED，因为他们有最低的能源需求。

土壤微生物燃料电池（wikimedia commons）

这个装置由一块石墨布（阳极）和一段铁丝（阴极）组成，石墨布被埋在容器的底部。当微生物吃掉土壤中的废物时产生电子。这些电子通过细菌网络，从石墨布阳极穿过导电丝到达鸡丝阴极。当电流流过电路时，与电路相连的LED灯亮起。

一家来自哈佛的创业公司lebone solutions估计，一个10.7平方英尺的燃料电池可以产生1瓦电，可以为手机充电；53.8平方英尺的面积可以为一盏灯或一个风扇供电。在世界大多数地区，微生物燃料电池并不是一种有效的电源。在没有电网的非洲农村，这种安排可能会对步行数英里为手机充电产生影响。勒伯恩目前正在启动燃料电池在几个非洲乡村的使用。浇水后，埋在地下的细胞可以运行数月。

地球不是由相同的物质组成的。重元素，如铁、铅和金，下降到热的内部，而轻元素，如氧和氢，上升到冷的表面。当重元素和轻元素聚集在一起时，它们会发生反应。

每一组元素都以它们自己的精确方式进行反应。重元素释放电子，而轻元素收集电子。这是我们的地球电池。地球地幔中的岩石就像一个电极，而水就像第二个电极。当地壳破裂时，热岩石与水接触，电子从一个跳跃到另一个。当电子与水接触时，就会形成氢。

如果有足够的冷水和热岩石的供应，它就提供了足够大的电池来维持几千年、几百万年甚至数十亿年的寿命。地球内部的热量很快就会散开，无法储存。电子与水分子反应生成氢。氢是自然界的电池。这个过程有效地将能量从地核传输到地表，在那里能量可以被消耗掉。微生物进化以一种可控的方式释放这种能量，并流入细胞的正确部位以维持生命。当科学家们讨论水是生命所必需的独特物质时，这就是原因。为微生物提供食物的蜿蜒岩石在宇宙中很常见。他们在小行星和火星上被发现。

对地球电池的实验研究非常令人鼓舞。地球电池的初步结果显示了未来的合理潜力。