Общество

29 марта 2007, 19:30

Ученые открыли новый вид топлива

Ученые из университета города Сент-Луис (Миссури, США), которые вели поиск новых видов топлива, сделали открытие. Правда, пока изготовленный ими источник питания способен лишь подзарядить аккумулятор мобильного телефона или использоваться в качестве батареи в портативном компьютере. Однако ученые уверены, что в будущем их открытию будет найдено достойное применение. Необычным является сам источник энергии, который использовали исследователи.

Биологический топливный элемент использует реакцию ферментации сахаров, при этом в качестве «отходов» выделяется чистая вода. В рекламных целях и для демонстрации возможностей технологии в одном из экспериментов элемент был наполнен смесью сладких газированных напитков.

При этом лучшие результаты были получены с растворами обычного сахара, глюкозы и несколько хуже – с натуральными соками. Газировки показали наихудший результат. Примечательно, что работы по созданию данного образца финансировались из бюджета Агентства по перспективным оборонным исследованиям, сообщает интернет-портал Daily Tech.

Электролиз наизнанку

Прогресс имплантируемых источников питания, возможно, когда-нибудь приведет к тому, что мы сможем подзаряжать свои мобильники от собственного тела

Если отвлечься от трюков с колой и соками, в сухом остатке получится один из первых биологических топливных элементов (БТЭ), пригодных для практического применения.

До настоящего времени источники питания подобного типа демонстрировали весьма скромные характеристики: при напряжении 0,7 В они обеспечивали ток в несколько микроампер, что достаточно лишь для питания электронных часов или несложного калькулятора. Однако потенциально эта технология может обеспечить энергией разнообразную портативную электронику.

Идея топливного элемента была впервые сформулирована еще 40-е годы XIX века. По сути дела, это вывернутая наизнанку идея электролиза воды. В обычных топливных элементах кислород (из воздуха) и водород подаются с двух сторон от обменной мембраны, разделяющей камеры с двумя электродами.

Мембрана свободно пропускает через себя протоны. На одном электроде водород разделяется на протоны и электроны. Последние не могут пройти через мембрану и достигают противоположной камеры элемента только после прохождения по внешней электрической цепи. Здесь они участвуют в синтезе воды из кислорода и протонов, прошедших через мембрану.

Обе ключевые реакции в топливных элементах поддерживаются катализатором, нанесенным на поверхность электродов. Обычно это платина или металлы платиновой группы. Платиновый катализатор и обменная мембрана – самые дорогие компоненты топливных элементов.

И это одна из причин, сдерживающих их распространение. Кроме того, никто еще не предложил недорогой способ извлечения из воды необходимого для питания элементов водорода. БТЭ имеют неоспоримое преимущество перед обычными – у них отсутствуют мембрана и платинированные электроды.

Тело как электростанция

Известно несколько типов безмембранных биоэлементов, принципы действия которых различаются

Известно несколько типов безмембранных биоэлементов, принципы действия которых различаются. Общим является использование биологических ферментов, выступающих в качестве катализаторов тех же самых реакций.

Так, в прототипе БТЭ, предложенном профессором Оксфордского университета Кайли Винсент, использованы два недорогих фермента: один – взятый от бактерии (фермент гидрогеназа), а второй – от гриба (лакказа). Каждый электрод покрыт одним из этих двух ферментов.

Поскольку каждый фермент ускоряет именно свою реакцию, данный топливный элемент не нуждается и в мембране, так как два компонента «топлива» – воздух и водород – в нем могут свободно смешиваться.

Еще одна конструкция, которая может найти применение в медицине, разработана группой ученых университета Тохоку во главе с профессором Мацухико Нисидзавой. В ней в качестве топлива используется человеческая кровь. В отличие от большинства ТЭ, содержащих металлические части, медиатор электронов этой системы состоит из витамина K3, который присутствует в организме изначально, что позволяет использовать данное решение при создании медицинских имплантатов. Батарея размером с небольшую монетку способна выдавать мощность 0,2 милливатта, достаточную, например, для питания устройства, измеряющего уровень сахара в крови пациента и передающего полученную информацию во внешний мир.

Как следует из сообщения Daily Tech, в представленном американскими учеными БТЭ использован иной принцип: получение водорода в самом элементе с помощью живых бактерий (скорее всего, это живущие в почве металлобактерии Shewanella oneidensis). Разлагаемая микроорганизмами жидкость содержит ферменты, которые преобразовывают топливо (сахар, хотя это могут быть и другие углеводы) в водород и окислы углерода.

Эта технология пока считается наиболее перспективной при создании БТЭ с повышенной энергоотдачей. Ну а прогресс имплантируемых источников питания, возможно, когда-нибудь приведет к тому, что мы сможем подзаряжать свои мобильники от собственного тела. Если, конечно, к тому времени телефоны сами не превратятся в имплантаты.

Текст: Геннадий Нечаев

Вам может быть интересно

В порту Усть-Луги начался пожар после атаки беспилотника
Темы дня

Главные города США начинают строительство коммунизма

В США до сих пор не могут подвести все итоги прошедших выборов, но к крупнейшим городам страны это не относится. Там уверенно выбрали своей властью крайне левых политиков, подчас – марксистов. Это называют «триумфом коммунизма», а на роль Ленина сватают мэра Нью-Йорка Мамдани. Потянет?

Против Ле Пен бросили дзюдоиста

Один из самых выдающихся французских спортсменов заявил о желании возглавить эту страну. О ком именно идет речь, каковы политические взгляды этого человека и почему сложно представить, что он принял столь амбициозное решение совершенно самостоятельно?

Стратегия Путина вынудила американцев усадить Киев за стол переговоров

Крупнейший металлургический завод Украины начал консервацию производства

Врач: Борьба с «зимним авитаминозом» способна сделать человека больным

Новости

Летевшие в Петербург рейсы приземлились в Хельсинки

Два пассажирских самолета из Стамбула и Хургады, следовавшие в аэропорт Пулково, из-за ограничений по безопасности временно приземлились в Хельсинки, сообщил источник в авиадиспетчерских службах.

Рябков воздержался от оценки первого дня переговоров в Абу-Даби

Давать оценки ходу трехсторонних переговоров представителей России, США и Украины в Абу-Даби пока рано, заявил замминистра иностранных дел России Сергей Рябков.

Переговоры Путина и Лукашенко завершились

Переговоры президента России Владимира Путина и президента Белоруссии Александра Лукашенко в Ново-Огареве завершились, сообщил близкий к пресс-службе белорусского президента Telegram-канал «Пул Первого».

FT: Европа готова обсудить с Россией договоры о неразмещении ракет

Европейские чиновники заявили о готовности восстановить действовавшие во времена холодной войны механизмы предотвращения конфликтов и обсудить соглашения об ограничении вооружений, пишет газета Financial Times (FT).

В Харьковской области получили повреждения все ТЭЦ и ТЭС

В Харьковской областной военной администрации заявили, что все теплоэлектроцентрали и тепловые электростанции в регионе повреждены в результате ударов.

Залужный заявил об исчерпании Украиной собственных запасов снарядов в 2022 году

Бывший главнокомандующий ВСУ и посол Украины в Британии Валерий Залужный заявил, что украинская армия исчерпала свои запасы артиллерийских снарядов еще весной 2022 года.

МИД вызвал посла Молдавии из-за высылки российского дипломата

Министерство иностранных дел России объявило неприемлемым сотрудника посольства Молдавии в Москве в качестве ответной меры на высылку российского дипломата из Кишинева.

Фицо заявил об ошибке Мерца в вопросе финансирования Украины

Премьер-министр Словакии Роберт Фицо заявил, что канцлер Германии Фридрих Мерц ошибается в вопросе финансирования Украины.

Бастрыкин затребовал доклад по делу о гибели Соседова

Председатель Следственного комитета Александр Бастрыкин поручил представить доклад по уголовному делу о гибели музыкального критика Сергея Соседова после публикации видеозаписи с моментом его падения.

Банк России назвал число принимающих карты «Мир» стран

Банковская карта «Мир» сейчас функционирует в 13 государствах, сообщила директор департамента национальной платежной системы Банка России Алла Бакина.

НАСА объявило конкурс на разработку электрических ракетных двигателей

NASA объявило конкурс AMPERE Challenge с общим призовым фондом 500 тыс. долларов для американских компаний, разрабатывающих электрические двигатели для космических аппаратов. Участникам предстоит создать и продемонстрировать прототипы двигателей на эффекте Холла.

Мексика закупила десять российских вертолетов Ми-17

Мексика приобретает десять российских вертолетов Ми-17 для нужд военно-морского флота, сообщил министр ВМС страны адмирал Раймундо Педро Моралес Анхелес.
Мнения

Геворг Мирзаян: Европе безопасность не нужна

В ближайшее время в ЕС будет проходить внутренняя дискуссия на предмет послевоенного устройства. Одни будут призывать к тому, чтобы признать реальность и пытаться жить по правилам, отойдя тем самым от обрыва ядерной войны. Другие будут выступать за продолжение сопротивления российским попыткам принести стабильность и порядок в Европу.

Игорь Караулов: Проблему Китай-города одна полиция не решит

Нельзя сказать, что китайгородская аномалия не замечена властями. Более того, именно действия властей, а не беспредел гуляющих, наконец-то привлекли к этой проблеме внимание общества. При этом, в отличие от ряда блогеров, мне бы не хотелось сетовать на «произвол» полиции.

Сергей Лебедев: Почему все войны России с Европой – экзистенциальные

География и идеология сделали Россию идеальным кандидатом на роль «опасного Иного» в европейской геополитике. Существование угрозы извне необходимо для консолидации внутренней аудитории. Но не только.
Вопрос дня

Как были обретены мощи святого князя Дмитрия Донского