Ερευνητές του Binghamton University- State
University of New York έκαναν ένα σημαντικό νέο βήμα στον τομέα των
μικροβιακών κυψελών καυσίμων (MFC): Μια μπαταρία που ενεργοποιείται από
σάλιο, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ακραίες συνθήκες, όπου
συμβατικές μπαταρίες δεν θα λειτουργούσαν.
Τα τελευταία πέντε χρόνια, ο βοηθός καθηγητής Ηλεκτρολογίας- Μηχανολογίας του Binghamton University Σεόχεουμ Τσόι πραγματοποιούσε έρευνες πάνω στην ανάπτυξη μικρών πηγών ενέργειας για χρήση σε περιοχές με περιορισμένους πόρους, με σκοπό την τροφοδοσία διαγνωστικών αισθητήρων POC (point-of-care). Ο ίδιος έχει σχεδιάσει πολλές μπαταρίες με βάση το χαρτί οι οποίες λειτουργούν με βακτήρια.
«Ειδικά για σκοπούς εφαρμογών επί τόπου διάγνωσης σε αναπτυσσόμενες χώρες απαιτείται παραγωγή μικροποσοτήτων ενέργειας on demand» λέει ο Τσόι. «Τυπικά, οι εφαρμογές αυτές απαιτούν ενέργεια επιπέδου μόλις μερικών δεκάδων microwatt για μερικά λεπτά, αλλά οι μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο ή άλλες τεχνολογίες συλλογής ενέργειας είναι πολύ ακριβές και over-qualified. Επίσης, αποτελούν πρόβλημα από άποψης μόλυνσης περιβάλλοντος» σημειώνει ο ίδιος.
Ο Τσόι, μαζί με τη Μαεντέχ Μοχαμαντιφάρ, δημιούργησαν μια υψηλών επιδόσεων μπαταρία με βάση το χαρτί, που λειτουργεί με βακτήρια, φτιάχνοντας μικροβιακές κυψέλες καυσίμου με ανενεργά, παγωμένα εξωηλεκτρογόνα κύτταρα τα οποία παράγουν ενέργεια μέσα λίγα λεπτά από τη στιγμή που εφαρμόζεται πάνω τους σάλιο. Η μπαταρία αυτή μπορεί να παράξει επαρκή ενέργεια από μια σταγόνα σάλιου, δυνάμει τροφοδοτώντας την επόμενη γενιά αναλώσιμων, βασιζόμενων στο χαρτί πλατφορμών επί τόπου διάγνωσης.
«Η προτεινόμενη μπαταρία έχει ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα απέναντι σε άλλες συμβατικές λύσεις, επειδή το βιολογικό υγρό για την ενεργοποίηση της μπαταρίας on demand είναι διαθέσιμο ανά πάσα στιγμή, ακόμα και υπό συνθήκες εξαιρετικά περιορισμών πόρων. Επίσης η τεχνολογία ξηρής ψύξης επιτρέπει την επί μακρόν αποθήκευση κυττάρων χωρίς υποβάθμιση ή αλλοίωση» γράφουν οι ερευνητές.
Πλέον ο Τσόι επικεντρώνεται στη βελτίωση της πυκνότητας ενέργειας της μπαταρίας, έτσι ώστε να μπορούν να εξυπηρετηθούν ακόμα περισσότερες εφαρμογές.
Τα τελευταία πέντε χρόνια, ο βοηθός καθηγητής Ηλεκτρολογίας- Μηχανολογίας του Binghamton University Σεόχεουμ Τσόι πραγματοποιούσε έρευνες πάνω στην ανάπτυξη μικρών πηγών ενέργειας για χρήση σε περιοχές με περιορισμένους πόρους, με σκοπό την τροφοδοσία διαγνωστικών αισθητήρων POC (point-of-care). Ο ίδιος έχει σχεδιάσει πολλές μπαταρίες με βάση το χαρτί οι οποίες λειτουργούν με βακτήρια.
«Ειδικά για σκοπούς εφαρμογών επί τόπου διάγνωσης σε αναπτυσσόμενες χώρες απαιτείται παραγωγή μικροποσοτήτων ενέργειας on demand» λέει ο Τσόι. «Τυπικά, οι εφαρμογές αυτές απαιτούν ενέργεια επιπέδου μόλις μερικών δεκάδων microwatt για μερικά λεπτά, αλλά οι μπαταρίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο ή άλλες τεχνολογίες συλλογής ενέργειας είναι πολύ ακριβές και over-qualified. Επίσης, αποτελούν πρόβλημα από άποψης μόλυνσης περιβάλλοντος» σημειώνει ο ίδιος.
Ο Τσόι, μαζί με τη Μαεντέχ Μοχαμαντιφάρ, δημιούργησαν μια υψηλών επιδόσεων μπαταρία με βάση το χαρτί, που λειτουργεί με βακτήρια, φτιάχνοντας μικροβιακές κυψέλες καυσίμου με ανενεργά, παγωμένα εξωηλεκτρογόνα κύτταρα τα οποία παράγουν ενέργεια μέσα λίγα λεπτά από τη στιγμή που εφαρμόζεται πάνω τους σάλιο. Η μπαταρία αυτή μπορεί να παράξει επαρκή ενέργεια από μια σταγόνα σάλιου, δυνάμει τροφοδοτώντας την επόμενη γενιά αναλώσιμων, βασιζόμενων στο χαρτί πλατφορμών επί τόπου διάγνωσης.
«Η προτεινόμενη μπαταρία έχει ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα απέναντι σε άλλες συμβατικές λύσεις, επειδή το βιολογικό υγρό για την ενεργοποίηση της μπαταρίας on demand είναι διαθέσιμο ανά πάσα στιγμή, ακόμα και υπό συνθήκες εξαιρετικά περιορισμών πόρων. Επίσης η τεχνολογία ξηρής ψύξης επιτρέπει την επί μακρόν αποθήκευση κυττάρων χωρίς υποβάθμιση ή αλλοίωση» γράφουν οι ερευνητές.
Πλέον ο Τσόι επικεντρώνεται στη βελτίωση της πυκνότητας ενέργειας της μπαταρίας, έτσι ώστε να μπορούν να εξυπηρετηθούν ακόμα περισσότερες εφαρμογές.
