Ученые создали миниатюрный топливный элемент, который работает на слюне
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!
Группа исследователей из Саудовской Аравии совместно с американскими коллегами из Пенсильвании создали микробный источник энергии, способный производить около 1 микроватта. Миниатюрный топливный элемент может использоваться для электропитания биоэлектронных систем. Принцип новой технологии базируется на разложении органических веществ бактериями, в результате чего происходит высвобождение электронов. Заряженные частицы следуют на анод, а затем проходят к катоду через внешнюю цепь. Таким образом, генерируется электричество.
Топливом для бактерий служат жидкости с содержанием органических соединений. Это может быть та же слюна, в состав которой входит глюкоза. В своей разработке инноваторы использовали многослойный графен и резину. Впервые в миниатюрном устройстве применен воздушный катод. В основном миниатюрный топливный элемент состоит из 2-камер, в которых находятся анод и катод. Камеры разделяет полупроницаемая мембрана. Проблема подобной конструкции состоит в том, что отсек с катодом требует регулярного пополнения свежих акцепторов электронов. Это может быть ферроцианид. Он позволяет получать мощность значительно большей плотности, нежели акцепторы, которые считаются менее токсичными и более доступными, например, кислород.
В новом топливном элементе авторы избавились от мембраны, а также от внутреннего сопротивления. Графеновый анод квадратной формы был уменьшен до 1см. кв (в виде фольги). Между электродами поместили миллиметровую прокладку из резины такой же площади, в центре которой вырезали квадрат 5х5 мм. Отверстие стало выполнять функцию анодной камеры. Для впрыскивания рабочей жидкости в резиновую прокладку вставили инъекционные иголки. При испытаниях топливный элемент продемонстрировал высокий показатель плотности тока по сравнению с существующими аналогами – 1190 А на м. куб. Графеновый анод в 40 раз больше генерирует электроэнергии, чем обычный углеродный.