В Польше разработаны дышащие биоаккумуляторы

Учеными из Института физической химии Польской академии наук разработан новый вид источника электропитания.

Энергоэлемент с довольно высоким напряжением и продолжительным сроком работы является «дышащим» катодом на базе ферментов, силикатов и углеродных нанотрубок.

Новая батарея может использоваться в качестве источника питания разных имплантатов, таких как кардиостимуляторы или контактные линзы с автоматической регулировкой фокуса или проектором, передающим изображение непосредственно на сетчатку глаза. Стандартные  батареи не удовлетворяют эти цели, так как в их составе есть кислоты и другие активные наполнители, вредные для здоровья.

Польские исследователи попробовали создать биобатарею, которая может не заряжаться: при помещении в тело электроды начинают выделять энергию. Биоаккумулятор известен давно: даже в школе проводят эксперимент с картофелем, который вырабатывает электричество при подключении электродов. Проблема в том, что большинство современных биобатерей дают очень низкое напряжение - 0,6-0,7 В. Но польские специалисты смогли создать биобатарею, которая многие часы дает в несколько раз большее напряжение: 1,75 В. И этого достаточно для работы многих имплантатов и нейроинтерфейсов.

Основной компонент нового биоаккумулятора – это катод из ферментов, окруженных углеродными нанотрубками и заключенных в пористой структуре на базе силикатной матрицы. Чтобы батарея заработала, нужно заполнить устройство электролитом, к примеру, раствором с ионами водорода. Кислород из воздуха и ионы водорода поступают в активный ферментный сердечник катода сквозь поры в силикатной матрице, где восстанавливается кислород. При этом перенос электронов облегчают углеродные нанотрубки.

В экспериментальных условиях новый источник питания давал напряжение 1,6 В на протяжении 1,5 недель. Через некоторое время эффективность устройства уменьшилась, возможно из-за постепенного разложения фермента на биокатоде. Разработчики считают, что срок работы новой биобатареи даже при существующих технологиях можно продлить.