Mikroogniwo na ślinę

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe (ang. microbial fuel cell, MFC) na ślinę mogą wytwarzać ilość energii wystarczającą do zasilania miniaturowej elektroniki.

Prof. inżynierii środowiskowej Bruce E. Logan przypisuje ideę Justine E. Mink. Pomysł był Justine, ponieważ myślała o czujnikach do takich rzeczy, jak monitorowanie poziomu glukozy u cukrzyków i rozważała, czy da się tu wykorzystać mikrobiologiczne miniogniwa paliwowe. Uzyskując energię elektryczną lub wodór, Logan, który bada MFC od ponad dekady, zwykle korzysta ze ścieków będących źródłem zarówno materiału organicznego, jak i bakterii, tym razem wybór padł jednak na obfitującą w związki organiczne ślinę.

Autorzy artykułu z pisma NPG Asia Materials wyjaśniają, że rozkładając materię organiczną, bakterie generują ładunek przenoszony na anodę. MFC na ślinę zapewnia moc rzędu 1 mikrowata, przez co naukowcy wierzą w pojawienie się całej gamy mikrourządzeń medycznych. Wśród potencjalnych zastosowań wymienia się predyktory owulacji bazujące na przewodnictwie kobiecej śliny, które zmienia się na ok. 5 dni przed jajeczkowaniem. Aparat mógłby zatem wykorzystywać ślinę w roli materiału do badania i później uzyskiwać z niej energię konieczną do przesłania odczytu do pobliskiego telefonu komórkowego.

Urządzenia biomedyczne z mikro-MFC byłyby przenośne, a źródło energii znalazłoby się praktycznie wszędzie. Jedynym problemem wydaje się to, że w ślinie nie występują bakterie do mikrobiologicznych ogniw paliwowych, dlatego producent musiałby "szczepić" swoją aparaturę.

Typowe MFC składa się z dwóch komór, tutaj jednak występuje tylko jedna. Zamiast anody z włókniny węglowej pokrytej porowatą platyną stosuje się wersję z czystym grafenem na miedzi. Pojawia się też katoda powietrzna, której wcześniej unikano, obawiając się, że jeśli tlen dostanie się do bakterii, te będą nim oddychać i nie wyprodukują energii. Wcześniej unikaliśmy stosowania w tych systemach katod powietrznych, by nie dopuścić do skażenia tlenem z blisko rozmieszczonych elektrod. Tym niemniej nasze mikroogniwa działają przy liczonych w mikronach odległościach między katodą i anodą. Nie rozumiemy w pełni, dlaczego się tak dzieje [...].

« powrót do artykułu