Создана микробная топливная ячейка, которая работает на слюне - Гранит науки - 2014-04-14

Ячейка микронной толщины содержит слои графена и может работать на слюне или иных жидкостях, содержащих органику. Этот топливный элемент создан учеными Саудовской Аравии и США, а описан в статье, которую опубликовало приложение к Nature Asia Materials. Устройство способно производить до одного микроватта энергии, и этого вполне достаточно для работы, например, биоэлектронных диагностических чипов или овуляционных тестов.

Электричество в микробных топливных ячейках производится бактериями, которые расщепляют органику. В этом процессе высвобождаются электроны, которые могут быть аккумулированы на аноде. Движущиеся по внешней цепи к катоду, эти заряженные частицы создают электрический ток. Микробные ячейки – микрогенераторы энергии обычно содержат две камеры, в которых катод и анод разделены полупроницаемой мембраной. Проблема такой организации рабочего пространства в том, что катодную камеру необходимо пополнять свежим акцептором электронов, таким как токсичный ферроцианид. Авторы новой микробной топливной ячейки Мухаммед Хуссейн (Muhammad Hussain) из Университета науки и технологии имени Короля Абдуллы (King Abdullah University of Science and Technology) и его коллеги в Университете Пенсильвании (Pennsylvania State University) использовали в качестве анода многослойную графеновую фольгу, катод у них воздушный, а мембрану вовсе убрали.

Между слоями графеновой фольги-анода, занимающими площадь в один квадратный сантиметр, находится миллиметровый резиновый разделитель, в центре которого проделано отверстие размером 5х5 миллиметров, и оно служит анодной камерой. С двух сторон с помощью шприцевой иглы в ячейку может инъецироваться слюна – источник органических веществ для бактерий. Как отмечает PhysicsWorld, прежде создатели микробных топливных элементов во избежание кислородного загрязнения электродов воздушных катодов избегали, потому что в присутствии кислорода бактериальный метаболизм шел другим путем и они не производили электричество. «Но эти микроячейки работают с микронными зазорами между электродами», – цитирует одного из авторов, Брюса Логана (Bruce E. Logan) из Пенсильвании портал Science 2.0. «Мы до конца не понимаем, почему это происходит, но главное, что они функционируют», отмечает Логан. Тестирование микрогенератора выполнялось с использованием слюны и ацетата, но подходящим «топливом» для него может быть практически любой раствор органических материалов, считают ученые. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».