Исследователи из Японии разработали топливную ячейку, которая может размещаться на чипе и производить энергию за счет различных спиртов.

Микрокапиллярная топливная ячейка может приводиться в действие с помощью различных спиртов. (Рисунок из Energy Environ. Sci., 2009, DOI: 10.1039/b906216e)

Многие исследовательские группы работают над миниатюризацией обычных топливных ячеек, однако до настоящего времени эти источники тока не удается совместить с обычными микроэлектронными устройствами.

Тецуя Осака (Tetsuya Osaka) из Университета Васеда разработал микрокапиллярную топливную ячейку без насоса-нагнетателя и мембраны, окислителем топлива которой может являться кислород воздуха. Новое устройство не состоит из частей – оба его электрода созданы из одного и того же субстрата, что, несомненно, должно облегчить ее производство.

Первоначально Осака разработал топливную ячейку, работающую на метаноле. Метанол подходит для длительного питания топливных ячеек, поэтому японский ученый изучил возможность применения этанола и пропанола-2 в качестве топлива. Из трех изученных спиртов наименьшей токсичностью отличается этанол, однако при окислении 2-пропанола не образуется моноксида углерода, способного отравить катализатор. Было обнаружено, что замена метанола на этанол или пропанол практически не меняет КПД топливной ячейки. Исследователь из Японии внес еще одно конструкционное изменение в источник тока – заменил кислотный электролит на фосфатный буфер, при этом переход от кислой к нейтральной среде также существенно увеличил энергетический выход.

В дальнейших планах Осаки работа над интеграцией новой топливной ячейки с другими микроприборами, цель такой интеграции – демонстрация того, что ячейка и прибор могут работать в качестве единой системы. Исследователь добавляет, что также планирует создание миниатюрного прибора для определения уровня глюкозы в крови.

Источники:

1. Energy Environ. Sci., 2009, DOI: 10.1039/b906216e

2. ChemPort