Polttokennoja ohentaen

Piisiru, jolla on 30 yksittäistä glukoosi-mikropolttokennoa.

MIT:n ja Münchenin teknisen yliopiston insinöörit ovat suunnitelleet uudenlaisen glukoosipolttokennon, joka muuttaa glukoosin suoraan sähköksi.

Rakenne on pienempi kuin muut ehdotetut glukoosipolttokennot sillä sen paksuus on vain 400 nanometriä. Sen tuotto on noin 43 mikrowattia neliösenttimetriä kohden sähköä, mikä saavuttaa glukoosipolttokennoista tähän mennessä suurimman tehotiheyden ympäristöolosuhteissa.

Teknisesti se on myös joustava, ja se kestää jopa 600 celsiusasteen lämpötiloja. Jos polttokenno liitetään lääketieteelliseen implanttiin, se voi pysyä vakaana kaikkien implantoitavien laitteiden vaatiman korkean lämpötilan sterilointiprosessin aikana.

"Akun käyttämisen sijaan, joka voi viedä 90 prosenttia implantin tilavuudesta, voit tehdä laitteen, jossa on ohut kalvo ja käytössä olisi virtalähde ilman tilavuuden tarvetta", sanoo Jennifer L.M. Rupp, työn ohjaaja ja DMSE:n vieraileva professori, ja myös apulaisprofessori Münchenin teknisessä yliopistossa.

Tutkijoiden glukoosipolttokennon elektrolyytti on valmistettu ceriumoksidista, keraamisesta materiaalista, jolla on korkea ioninjohtavuus. Se on myös mekaanisesti kestävä ja sitä käytetään laajasti vetypolttokennojen elektrolyyttinä. Sen on myös osoitettu olevan bioyhteensopiva.

"Tämä on myös ensimmäinen kerta, kun sähkökeraamisten materiaalien protonin johtumista voidaan käyttää glukoosin muuntamiseen tehoksi, mikä määrittelee uudenlaisen sähkökemian", Rupp toteaa. "Se laajentaa materiaalien käyttötapauksia vetypolttokennoista uusiin, jännittäviin glukoosinmuunnostiloihin."

Liverpoolin yliopiston ja Espanjan Alicanten yliopiston välisessä tutkimuksessa on tunnistettu johtavan polttokennokatalyytin, platinan (Pt) pintalajit, joilla on alhainen potentiaali, mikä on merkittävä vetypolttokennoteknologian kehitykselle.

Tutkijoiden mukaan tämä antaa uutta ymmärrystä tärkeimmistä polttokennokatalyyteistä.

Vaikka polttokennoilla toimivia henkilöautoja, busseja ja kuorma-autoja on jo markkinoilla, vaaditun platinan korkea hinta on yksi tämän tekniikan suurimmista haitoista.

Tähän asti on oletettu, että platinan pinta olisi "puhdas" muista lajeista niissä potentiaaleissa, joissa reaktiot tapahtuvat. Tämä tutkimus on kuitenkin osoittanut, että hydroksyylianionit adsorboituvat platinan pintaan erittäin pienillä potentiaaleilla, millä on merkittävä vaikutus tietämykseen siitä, kuinka hapen pelkistysreaktio tapahtuu ja siten myös tehokkaampien katalyyttien etsimiseen tälle reaktiolle.

Aiheesta aiemmin:

Jalometalleistavapaa polttokenno

Uusi konseptipolttokennoille