Электричество необходимо человеку везде, даже в самых отдалённых и труднодоступных районах земного шара. Иногда его проще и дешевле получить прямо на месте, чем тянуть сотни и тысячи километров линий электропередач до ближайшей крупной электростанции. К тому же нельзя забывать об экологических проблемах, создаваемых традиционными тепловыми и атомными электростанциями. Поэтому тренд последнего времени – технические решения, превращающие в электричество энергию солнца, ветра, биогаза и так далее. Одно из возможных решений в этой области – топливные элементы.
Эти устройства вырабатывают электричество за счёт энергии химических реакций. Одни вещества превращаются в другие, и в ходе этого процесса генерируется ток. Особенно удобно для таких реакций использовать микроорганизмы, которые славятся своей способностью делать химические реакции более эффективными. С помощью микробов сегодня перерабатывают мусор, получают новые лекарства и тому подобное, а в далёком прошлом Земли они сформировали огромные залежи полезных ископаемых.
Маедех Мохаммадифар (Maedeh Mohammadifar) и Сокхын Чхве (Seokheun Choi) из Университета Бингемтона создали микробный топливный элемент буквально из бумаги. Содержащиеся в нём бактерии находятся в неактивном, высушенном состоянии, пока на них не упадет капля человеческой слюны. После этого они несколько минут вырабатывают ток. В присутствии жидкости начинается химическая реакция, бактерии переносят электроны от одного электрода к другому, и в результате на контактах скапливается заряд. Вот уж действительно: электричество на раз плюнуть!
Закрепив на листе бумаги 16 микробных топливных элементов, исследователи получили мощность в несколько микроватт на квадратный сантиметр. Этого достаточно для питания светодиода.
"Для других устройств, требующих сотен милливатт энергии, необходимо увеличение мощности", – отмечает Чхве.
Однако преимущества новой технологии очевидны: она работает на слюне, доступной человеку в любых условиях, и не загрязняет окружающую среду. Авторы надеются, что такие устройства помогут обеспечить энергией медицинские приборы в тех районах планеты, где до сих пор есть проблемы с электроснабжением.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.
