Польські вчені розробили дихаючі біоаккумулятори

Елемент живлення з відносно високою напругою і тривалим терміном служби являє собою "дихаючий" катод на основі ферментів, вуглецевих нанотрубок і силікатів.

Новий акумулятор може знайти застосування насамперед для живлення різних імплантатів, наприклад кардіостимуляторів або контактних лінз з автоматичною зміною фокусної відстані або проектором, що транслює картинку прямо на сітківку ока. Звичайні акумулятори для цих цілей не годяться, оскільки мають у своєму складі сильні кислоти та інші активні речовини, небезпечні для здоров'я.

Польські вчені вирішили розробити біоаккумулятор, який не потрібно заряджати: досить помістити електроди в тіло, і вони почнуть виробляти електрику. Біоаккумулятори відомі давно: напевно всі пам'ятають шкільний експеримент з картоплею, який виробляв електрику при підключенні електродів. На жаль, більшість експериментальних біоаккумуляторов видають низька напруга в 0,6-0,7 вольт. Однак польським дослідникам вдалося створити біоаккумулятор, який протягом багатьох годин видає набагато більша напруга: 1,75 вольт. Цього вже достатньо для живлення багатьох імплантатів та перспективних нейроінтерфейсов.

Основним компонентом нового біоаккумулятора є катод з ферментів, які оточені вуглецевими нанотрубками та укладені в пористу структуру на основі силікатної матриці. Для того, щоб акумулятор заробив, досить залити в пристрій електроліт, наприклад розчин з іонами водню. Пори в силікатній матриці дозволяють кисню з повітря і іонам водню надходити в активний ферментний сердечник катода, де відбувається відновлення кисню. При цьому вуглецеві нанотрубки полегшують перенос електронів.

У ході експериментів нове джерело енергії видавав напругу 1,6 вольт протягом як мінімум 1,5 тижнів. З часом ефективність пристрою зменшується, ймовірно через поступової деградації ферменту на біокатоде. Розробники вважають, що термін служби нового біоаккумулятора можна продовжити навіть при існуючих технологіях.