Loại pin đặc biệt có khả năng biến glucose thành điện năng

14:12 | 20/05/2022
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusets (MIT) và Đại học Kỹ thuật Munich đã thiết kế loại pin nhiên liệu glucose mới, có thể chuyển đổi glucose trực tiếp thành điện năng.

Thiết bị này nhỏ gọn hơn các pin nhiên liệu glucose khác vì chỉ dày 400 nanomet hay có đường kính khoảng 1/100 sợi tóc người. Tuy nhiên, thiết bị kể trên lại có thể đạt mật độ năng lượng hơn so với các loại pin nhiên liệu glucose hiện có trong điều kiện môi trường xung quanh.

Thiết bị mới cũng có khả năng đàn hồi và chịu mức nhiệt 600 độ C. Nếu được lồng ghép vào thiết bị cấy ghép trong y tế, pin nhiên liệu vẫn duy trì ổn định thông qua quy trình khử trùng ở nhiệt độ cao cần cho tất cả các thiết bị cấy ghép.

Điểm cốt lõi của thiết bị mới là được làm từ gốm, loại vật liệu vẫn giữ được tính chất điện hóa ngay cả ở nhiệt độ cao và trên quy mô nhỏ. Các nhà nghiên cứu cho rằng thiết kế mới có thể được gắn vào các màng hoặc lớp phủ siêu mỏng và bao xung quanh các mô cấy để cung cấp năng lượng thụ động cho các thiết bị điện tử nhờ có nguồn cung cấp glucose dồi dào của cơ thể.

"Glucose có ở khắp mọi nơi trong cơ thể và ý tưởng của nghiên cứu là thu và sử dụng nguồn năng lượng sẵn có này để cấp điện cho các thiết bị cấy ghép", Philipp Simons, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Trong nghiên cứu, chúng tôi đã chứng minh phương pháp điện hóa pin nhiên liệu glucose mới".

Jennifer L. M. Rupp, một trong các tác giả nghiên cứu cho biết: “Thay vì sử dụng pin có thể chiếm 90% thể tích mô cấy, bạn có thể tạo ra một thiết bị màng mỏng và nguồn điện không chiếm diện tích”.

Loại pin nhiên liệu glucose mới có thể chuyển đổi glucose trực tiếp thành điện năng.

Thiết kế cơ bản của pin nhiên liệu glucose bao gồm ba lớp: cực dương trên cùng, chất điện phân ở giữa và cực âm dưới cùng. Cực dương phản ứng với glucose trong chất dịch của cơ thể, biến đổi đường thành axit gluconic. Chuyển đổi điện hóa này giải phóng một cặp proton và một cặp electron.

Chất điện phân ở giữa có tác dụng tách proton khỏi các electron, dẫn proton đi qua pin nhiên liệu, nơi chúng kết hợp với không khí để tạo thành các phân tử nước, sản phẩm phụ vô hại lưu thông cùng chất dịch của cơ thể. Trong khi đó, các electron tách ra di chuyển ra mạch ngoài và được dùng để cấp điện cho thiết bị điện tử.

Nhóm nghiên cứu đã tìm cách cải tiến các vật liệu và thiết kế hiện có bằng cách thay đổi lớp điện phân, thường được làm từ polime. Cụ thể, chất điện phân đã được làm từ xeria, vật liệu gốm có độ dẫn điện bằng ion ở mức cao, bền về mặt cơ học và do đó được sử dụng rộng rãi làm chất điện phân trong pin nhiên liệu hydro. Nó cũng đã được chứng minh là tương thích sinh học.

Các nhà khoa học đã kẹp chất điện phân giữa cực dương và cực âm làm bằng bạch kim, vật liệu ổn định dễ phản ứng với glucose. Kết quả cho ra đời 150 pin nhiên liệu glucose riêng lẻ trên một con chip, mỗi pin mỏng khoảng 400 nanomet và rộng khoảng 300 micromet.

Nhóm nghiên cứu đã tạo khuôn mẫu pin trên các tấm silic, cho thấy thiết bị này có thể được ghép nối với một vật liệu bán dẫn thông thường. Sau đó, các tác giả đã đo dòng điện sản sinh bởi mỗi pin khi họ cho dung dịch glucose chảy qua mỗi tấm wafer trong một trạm thử nghiệm được chế tạo riêng.

Kết quả là nhiều pin sản xuất điện áp cao nhất khoảng 80 milivôn. Với kích thước rất nhỏ của mỗi pin, sản lượng điện này có mật độ năng lượng cao nhất so với bất kỳ thiết kế pin nhiên liệu glucose nào hiện có. Theo các tác giả, nguồn điện này đủ để cung cấp cho các thiết bị cấy ghép.

Phong Lâm

Nguồn Chất lượng Việt Nam

Tin cùng chuyên mục

Lamborghini vừa tiết lộ một phiên bản mới của biểu tượng con bò tót, một biểu tượng được coi là biểu tượng của sự sang trọng và sức mạnh, lần đầu tiên..
09:54 | 29/03/2024
Thương hiệu Wmoto tới từ Đài Loan, mới đây đã trình làng thị trường mẫu ô tô điện mang tên Stash. Xe gây ấn tưởng bởi thiết kế thể thao mạnh mẽ, đi kè..
09:02 | 29/03/2024
29/03 này, TECNO đã quyết định mở ra một chương mới với sự kiện ra mắt SPARK 20 Pro+. Sự kiện ra mắt tại Crescent Mall (Quận 7) hứa hẹn công bố những ..
15:10 | 28/03/2024
Hiện nay có rất nhiều mã độc, ứng dụng gián điệp tấn công điện thoại để lấy cắp tiền trong tài khoản ngân hàng người tiêu dùng cần lưu ý tới những giả..
10:18 | 28/03/2024
Tại triển lãm ô tô lớn nhất khu vực Đông Nam Á, Kia đã ra mắt mẫu EV5 với 4 phiên bản gồm ite Standard, Air Standard FWD, Earth Long Range FWD và Eart..
09:52 | 28/03/2024
Mazda vừa ra mắt mẫu xe bán tải BT-50 2024 tại thị trường Thái Lan với 6 phiên bản, gồm cả cấu hình cabin tự do (Freestyle Cab) cùng cabin đôi 4 cửa (..
01:05 | 27/03/2024
Đối với bất kỳ fan hâm mộ nào của thương hiệu Hypercar Pháp, Bugatti Type 35 luôn được biết đến là một mẫu xe đua đã đặt nền móng cho nhiều mẫu siêu x..
00:47 | 27/03/2024
Đây là mẫu xe thứ hai của thương hiệu Trung Quốc sau H6, nhật khẩu Thái Lan. Xe trang bị động cơ hybrid có 4 chế độ lái, dự kiến về nước vào cuối thán..
00:42 | 27/03/2024
Lexus LM hoàn toàn mới được ra mắt ngày 26/3, đã được cải tiến toàn diện, chỉ sử dụng hệ truyền động hybrid.
00:30 | 27/03/2024
Honda mới đây đã trình làng bộ đôi CB1300 Super Four SP và CB1300 Super Bol d'Or SP 2024, sản sinh công suất 113 mã lực (PS) tại 7.750 vòng/phút, mô-m..
09:52 | 26/03/2024

 

Giấy phép hoạt động Số 03 /GP - TTĐT
Sở TTTT Hải Phòng cấp ngày 06/ 5/2021
Trụ sở: 47 /384 Lạch Tray, P. Đằng Giang
Quận Ngô Quyền - Thành phố Hải Phòng
marketnews.vn@gmail.com *0905414241

BAN BIÊN TẬP - HÀNH CHÍNH & TRỊ SỰ
Chịu trách nhiệm: Ông Nguyễn Việt Thắng

VPĐD BẢN TIN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM
N.Khách La Thành - Văn phòng Chính phủ
226 Phố Vạn Phúc, Q. Ba Đình, TP Hà Nội
VPHN: Trưởng Ban Thời sự Giang Thị Hoa
Tel: 024 39 195 195 * Fax: 024 39 196 196

icon facebook  icon-zalo  icon youtube  www.tiktok.com/@thitruongvietnam.vn   Chung nhan Tin Nhiem Mang

VĂN PHÒNG: KHU VỰC ĐÔNG NAM BỘ
VP Đồng Nai: 137/N4 KDCTM Phước Thái
Trưởng VP Đồng Nai Nguyễn Duy Khương

* * * * *
® Bản tin Thị trường Việt Nam
(*) Không sao chép dưới mọi hình thức

Đường dây nóng Toàn quốc 0905082014
Tra cứu Thành viên | Trang chủ Bản tin

Vận hành bởi Công ty TNHH Bản tin Thị trường Việt Nam
icon up