Πρόοδος προς μια βιολογική κυψέλη καυσίμου;
Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Μπέρκλεϊ και το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley έχει αναπτύξει ένα νέο βιολογικό κυψέλη καυσίμου που μετατρέπει τη γλυκόζη σε ηλεκτρική ενέργεια. Η κυψέλη καυσίμου χρησιμοποιεί ένα γενετικά τροποποιημένο στέλεχος ζύμης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη γλυκόζη, μια ζάχαρη που βρίσκεται σε πολλά φυτά και φρούτα.
Η νέα κυψέλη καυσίμου θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μιας ποικιλίας συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των ιατρικών εμφυτευμάτων, των αισθητήρων και των μικρών ηλεκτρονικών. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ανανεώσιμης ενέργειας, καθώς δεν παράγει εκπομπές.
Οι ερευνητές λένε ότι η κυψέλη καυσίμου βρίσκεται ακόμα στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης, αλλά ελπίζει ότι θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μιας ποικιλίας εφαρμογών.
Πώς λειτουργεί το κύτταρο καυσίμου
Η κυψέλη καυσίμου αποτελείται από δύο θαλάμους:μια άνοδο και μια κάθοδο. Η άνοδος είναι κατασκευασμένη από υλικό με βάση τον άνθρακα, ενώ η κάθοδος είναι κατασκευασμένη από μέταλλο όπως η πλατίνα. Η γλυκόζη εισάγεται στο θάλαμο ανόδου, όπου χωρίζεται από τα κύτταρα ζύμης σε ηλεκτρόνια, πρωτόνια και διοξείδιο του άνθρακα. Τα ηλεκτρόνια στη συνέχεια μεταφέρονται στην κάθοδο μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος, όπου αντιδρούν με οξυγόνο για να παράγουν νερό και να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Οι ερευνητές λένε ότι η κυψέλη καυσίμου είναι πολύ αποτελεσματική στη μετατροπή της γλυκόζης σε ηλεκτρική ενέργεια. Ήταν σε θέση να επιτύχουν πυκνότητα ισχύος 1,6 watt ανά λίτρο, η οποία είναι συγκρίσιμη με την πυκνότητα ισχύος ενός μικρού ηλιακού κυττάρου.
Προκλήσεις και μελλοντικές κατευθύνσεις
Οι ερευνητές λένε ότι εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν πριν η κυψέλη καυσίμου μπορεί να εμπορευτεί. Μια πρόκληση είναι το κόστος των υλικών που χρησιμοποιούνται στην κυψέλη καυσίμου. Μια άλλη πρόκληση είναι το γεγονός ότι η κυψέλη καυσίμου απαιτεί σταθερή παροχή γλυκόζης.
Οι ερευνητές εργάζονται σε τρόπους αντιμετώπισης αυτών των προκλήσεων. Εξετάζουν επίσης τρόπους χρήσης της κυψέλης καυσίμου για την τροφοδοσία άλλων συσκευών, όπως ιατρικά εμφυτεύματα και αισθητήρες.
Πιθανές εφαρμογές
Οι ερευνητές λένε ότι η κυψέλη καυσίμου έχει ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μιας ποικιλίας συσκευών, όπως:
* Ιατρικά εμφυτεύματα, όπως βηματοδότες και αντλίες ινσουλίνης
* Αισθητήρες, όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται σε συστήματα παρακολούθησης και ασφάλειας του περιβάλλοντος
* Μικρά ηλεκτρονικά, όπως smartphones και φορητοί υπολογιστές
* Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Οι ερευνητές λένε ότι ελπίζουν ότι η κυψέλη καυσίμου θα μπορούσε τελικά να χρησιμοποιηθεί για να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές μπαταρίες σε διάφορες εφαρμογές.
