reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© pelfophoto dreamstime.com Przemysł elektroniczny | 12 marca 2013

Oddychająca bateria

Przełomowy wynalazek polskich uczonych, bateria zasilana tlenem, może odmienić branżę medyczną.

Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk wpadli na to, jak zasilać urządzenia elektroniki medycznej wszczepione do organizmu człowieka. Zwykłe baterie i akumulatory są tu bezużyteczne, zastosowane w nich kwasy lub zasady pod żadnym pozorem nie mogą się znaleźć z ludzkim ciele. Można oczywiście zastosować odpowiednią warstwę izolacji, ale wówczas rozmiary obudowy rosną. W skrajnych przypadkach obudowa zwykłej, tyle że zminiaturyzowanej baterii, musiałaby mieć masę nawet kilkadziesiąt razy większą od masy części aktywnej, wytwarzającej prąd. Bioogniwa paliwowe mają tu istotną przewagę: nie wymagają obudowy. Aby otrzymać prąd, wystarczy wprowadzić do organizmu same elektrody. Badacze z IChF PAN postanowili więc pójść tą drogą. - Jednym z najpopularniejszych doświadczeń z elektrochemii jest zrobienie bateryjki z ziemniaka poprzez wetknięcie w niego odpowiednio dobranych elektrod. My robimy coś trochę podobnego, tyle że koncentrujemy się na bioogniwach i ulepszaniu katody. No i żeby całe przedsięwzięcie miało ręce i nogi, docelowo wolelibyśmy ziemniaka zastąpić... człowiekiem”- mówi dr Martin Jönsson-Niedziółka z IChF PAN. Głównym elementem biokatody opracowanej w IChF PAN jest enzym otoczony nanorurkami węglowymi i zamknięty w porowatej strukturze – matrycy polikrzemianowej osadzonej na membranie przepuszczającej tlen. - Nad technikami niezbędnymi do wykonania katody z użyciem enzymów, nanorurek węglowych i matryc polikrzemianowych nasza grupa pracuje od wielu lat - podkreśla prof. dr hab. Marcin Opałło z IChF PAN. Tak wykonana elektroda jest montowana we fragmencie ścianki małego pojemnika. Aby bioogniwo zadziałało, do wnętrza pojemnika wystarczy wlać elektrolit (tu: roztwór zawierający jony wodoru) i wsunąć w niego cynkową anodę. Pory w matrycy polikrzemianowej zapewniają dopływ tlenu z powietrza i jonów H+ z roztworu do centrów aktywnych enzymu, gdzie zachodzi redukcja tlenu. Nowa katoda do miniaturowych bioogniw paliwowych, opracowana przez zespół naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, oddycha: zużywa tlen z powietrza. Na zdjęciu doktorantka Adrianna Złoczewska z IChF PAN. © IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski Nanorurki węglowe ułatwiają transport elektronów z powierzchni półprzepuszczalnej membrany. Ogniwo z nową biokatodą może wytwarzać prąd o napięciu 1,6 V przez co najmniej półtora tygodnia. Z czasem wydajność ogniwa spada, prawdopodobnie wskutek stopniowej dezaktywacji enzymu na biokatodzie. - Tu wszystko zależy już nie od nas, a od postępu w biotechnologii. Gdyby udało się opracować procesy regenerowania enzymu, czas działania ogniw z naszą biokatodą mógłby się znacznie wydłużyć - mówi dr Jönsson-Niedziółka. W dotychczasowych eksperymentach cztery połączone szeregowo biobaterie, wyposażone w nową katodę, zasilały z powodzeniem dwudiodową lampkę. Jednak zanim bioogniwa bazujące na konstrukcji opracowanej w IChF PAN zostaną upowszechnione, naukowcy muszą rozwiązać problem stosunkowo małej mocy prądu, charakterystyczny dla wszystkich typów bioogniw. --- Źródło: IChF PAN
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
November 21 2019 10:53 V14.7.14-1