Energiu získava z odparovania a následne ju distribuuje do menších zariadení.
Špeciálny biofilm dokáže vytvoriť elektrinu z ľudského potu. Zdroj: University of Massachusetts Amherst (Liu et al.)
Tímu výskumníkov z University of Massachusetts Amherst sa podarilo zhotoviť špeciálny biofilm, schopný produkovať nepretržitú elektrinu z ľudského potu. Objav, ktorý možno prinesie revolúciu v oblasti prenosnej elektroniky od zdravotníckych senzorov až po prístroje určené na osobné účely, získava energiu výlučne z odparovania.
Hlavný autor štúdie, publikovanej i vo vedeckom časopise Nature Communications, Xiaomeng Liu z Fakulty elektrotechnického a počítačového inžinierstva UMass Amherst vyzdvihol, že tentoraz ide o skutočnú zelenú energiu.
Biofilm hrúbky listu papiera, ktorý si môžete aplikovať priamo na pokožku, pozostáva z vrstvy laboratórne vyrobených baktérií rodu Geobacter sulfurreducens. Tieto organizmy sú známe tým, že vyrábajú elektrinu. Kedysi sa dokonca používali v mikrobiálnych batériách na napájanie elektrických zariadení.
Aby mohli živé baktérie pracovať a dodávať „šťavu“ batériám, ktoré by následne nabili elektronické prístroje, bolo sa o ne treba náležite starať a priebežne ich kŕmiť. Mladí vedci preto hľadali úspornejšie a efektívnejšie riešenie.
Podstatný je odpar vody
Svoj výskum napokon postavili na skutočnosti, že najmenej 50 percent solárnej energie, ktorá prenikne na Zem, sa minie na odpar vody. A vzápätí si uvedomili ďalšiu zásadnú vec – povrch ľudskej pokožky je predsa pokrytý potom, ktorý sa neustále odparuje tiež. Neváhali teda a skúsili vytvoriť biofilm, ktorý by získaval energiu práve z odparovania potu.
Ako funguje?
Baktéria, z ktorej sa biofilm skladá, rastie v kolóniách, kde sú mikróby medzi sebou prepojené prirodzeným nanovláknom. Vedci zobrali jednu kolóniu mikróbov a pomocou lasera do nej vyryli malé obvody. Následne biofilm umiestnili medzi elektródy a uzavreli v mäkkom a lepkavom polyméri, ktorý možno aplikovať na kožu. A batéria je na svete!
Biofilm umiestnili medzi elektródy a uzavreli v mäkkom a lepkavom polyméri. Zdroj: University of Massachusetts Amherst (Liu et al.)
Energiu vytvára nepretržite
Nový biofilm zároveň pracuje na báze umelých baktérií, a tak dokáže energiu vytvárať nepretržite bez toho, aby ich bolo treba kŕmiť. Na výrobu elektriny, ktorú následne distribuuje ďalším zariadeniam, mu naozaj stačí len energia zo samotného odparovania.
Podľa Xiaomenga Liu by v budúcnosti mohol biofilm tradičné batérie celkom nahradiť. „Batérie sú veľmi obmedzujúca súčasť nositeľnej elektroniky, pretože ich treba neustále vymieňať alebo nabíjať. Zároveň sú veľké, ťažké a nepohodlné. Ak však máme tenký, priehľadný a ohybný biofilm, konštantne produkujúci energiu, ktorý zároveň môžeme nosiť ako náplasť, získame oveľa pohodlnejšie riešenie,“ vysvetlil hlavný autor štúdie.
Len čo sa biofilm dostane do kontaktu s kožou, môže nabíjať malé zariadenia. V ďalších krokoch plánujú výskumníci vytvoriť väčšie biofilmy, na ktoré by dokázali napojiť aj komplexnejšie prístroje, ba dokonca celé elektronické systémy.
Môže zlepšiť udržateľnosť
Výsledky štúdie zároveň podľa jej autorov naznačujú, že by takýto spôsob získavania energie mohol taktiež zlepšiť udržateľnosť. „Mikroorganizmy, použité v našom biofilme, možno totiž vo veľkom vyrábať z obnoviteľných surovín, pričom by sa pravdepodobne dali organizovať aj do materiálov s veľkým povrchom. A na produkciu elektriny vieme využiť tiež odpar vodných plôch vo voľne dostupnej prírode,“ uviedli výskumníci v závere svojej práce.
Zdroje: University of Massachusetts Amherst, Nature Communications
(af)
