Графеновый анод в первый раз разрешил подобному устройству добиться приемлемой мощности без применения высокотоксичных соединений.

Исследователи из Саудовской Аравии и США во главе с Мухаммадом Хуссейном (Muhammad Hussain), воображающим Научно-технологический университет им. Короля Абдаллы, создали топливный элемент на графене, что может черпать энергию из… слюны.

Смотрите кроме этого: Apple разрабатывает аккумуляторная батареи на базе топливных элементов

Ресурс Daily Mail информирует, что Apple сотрудничает с английской компанией Intelligent Energy, занимающейся продвижением и разработкой источников экологически чистой энергии, с целью создания аккумуляторная батарей на базе топливных элементов для ноутбуков MacBook и других мобильных устройств. И не смотря на то, что эта информация покаофициально не подтверждена, топливные элементы уже давно рассматриваются как вероятный источник энергии для портативной электроники.

Нет, покиньте грезы: приобретать энергию — это так же, как и прежде не «раз плюнуть». Микронное устройство производит всего 1 мкВт, что неудивительно, поскольку слюна однако не совсем бензин. Однако это весьма интересно: разработка обязана продемонстрировать себя как средство стремительной медицинской диагностики, причём кроме того в таких, казалось бы, необычных вариантах применения, как определение даты овуляции (что, напомним, полезно для планирования семьи).

Но более всего весьма интересно второе: как по большому счету из чего-то, что никак не может быть горючим, удалось взять энергию?

Первый бактериальный элемент микронного размера с графеновым анодом продемонстрировал приличную для собственных размеров мощность. (Фото M.Hussain.)

Микронный бактериальный топливный элемент имеет двекамеры , анод и катод, поделённые полупроницаемой мембраной. В большинстве случаев в качестве наполнителя катода применяют гексацианоферриаты. Да ну вас, возразит другой читатель: «Лягушку вашу пайковую мне хоть сахаром облепи, не заберу её в рот, и гнилой селёдки также не заберу!» Совсем правильно: вещество, в заглавии которого имеется «циан», кроме того в рот брать не хочется (тем более что соединение токсичное), а тут ещё и медицинская диагностика.

Увы, как раз гексацианоферриаты снабжают высокую плотность «упаковки» акцепторов электронов, которую кислород, применяемый в больших, полномасштабных топливных элементах, предоставлять не желает. Заменить их кислородом? Загубить всё дело, потому, что эффективность работы топливного элемента будет через чур низкой, дабы запитать от него кроме того диагностический датчик.

Как же быть?

Исследователи создали многослойную графеновую оболочку, которую применяли как анод, не требующий мембраны, что в итоге разрешило снизить внутреннее сопротивление всей структуры и приобретать приемлемый ток при применении в качестве окислителя простого кислорода воздуха.

Вместо мембраны между анодом из графена и катодом была проложена миллиметровая резиновая пластина, в которой вырезали квадратное отверстие 5?5 мм. После этого к резиновой пластинке присоединили пара микроканальцев для впрыскивания слюны, подававшейся в совокупность посредством простого мелкого шприца.

И всё равняется, откуда берётся энергия? Слюна, само собой разумеется, по большей части складывается из воды. И однако в ней имеется неорганические и органические соединения, каковые бактерия может применять как горючее.

Не обращая внимания на микронные по толщине размеры, новый бактериальный топливный элемент даёт плотность тока в пересчёте на квадратные метры, равную 1 190 А/м?. Это лучше, чем у любой микронной же установки для того чтобы типа из известных на сегодня — причём показатель взят безо всяких токсичных и сложных окислителей на катоде. Достигнуть этого удалось вследствие того что графеновый анод выдаёт на единицу площади в 40 раза больше, чем простой углеродный, поскольку электроны по графену двигаются к катоду большое количество стремительнее, чем по простому углероду.

«Мы первыми продемонстрировали, что слюна (и, вероятнее, другие высококонцентрированные органические жидкости) возможно использована для запитывания биоэлектронных устройств, — подчёркивает господин Хуссейн. — Производя приблизительно один микроватт, отечественный микронный по размеру бактериальный топливный элемент уже на данный момент способен питать лабораторию-на-чипе, скажем, совокупность снятия электроэнцефалограммы, талантливую тут и по сей день предотвратить о надвигающемся эпилептическом припадке».

Вторым вариантом применения возможно датчик проводимости слюны, параметры которой у человека довольно часто изменяются. Так, за пять дней до овуляции проводимость слюны быстро падает, что возможно использовано для неинвазивного планирования семьи, разрешая посредством встроенного датчика с беспроводной связью заблаговременно знать, в то время, когда дама максимально склонна к зачатию.

Отчёт об изучении размещён в издании NPG Asia Materials.

Подготовлено по данным Physicsworld.Com.

Создатель: Александр Березин

Микробные топливные элементы