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

14:12 | 20/05/2022
icon logo - 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

Sự xuất hiện của dòng ROG Phone 6 của Asus hứa hẹn sẽ mang lại những trải nghiệm tuyệt vời cho các tín đồ công nghệ.
10:00 | 27/06/2022
Các nhà nghiên cứu tại Trường Y tế Công cộng Rutgers tại Mỹ mới đây đã phát triển thành công một loại lớp phủ sinh học có khả năng giúp thực phẩm tươi..
09:54 | 27/06/2022
Mới đây, Samsung đã chính thức giới thiệu camera 200MP mới và được kỳ vọng sẽ tích hợp trên Galaxy S23 Ultra.
01:18 | 27/06/2022
Pin laptop là bộ phận không thể thiếu của laptop với chức năng cung cấp nguồn điện sử dụng cả lúc không có ổ điện cắm sạc. Nhưng chỉ cần một vài thói ..
01:13 | 27/06/2022
Xiaomi mở bán TV P1 series với nhiều ưu điểm về chất lượng hiển thị, mức giá rẻ cũng như sản xuất tại Việt Nam đã tạo nên cơn sốt tại CellphoneS.
10:13 | 26/06/2022
Trên 100 cán bộ, công chức, viên chức các đơn vị thuộc Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hải Phòng vừa kết thúc thành công khoá tập huấn kỹ năng số.
10:02 | 26/06/2022
Đây là quý thứ hai liên tiếp thị phần phân khúc cao cấp của Apple vượt 60%, phần lớn nhờ dòng iPhone 13. iPhone 13 là smartphone bán chạy nhất trong t..
01:08 | 26/06/2022
Theo báo cáo, iPhone 14 và 14 Plus sẽ sử dụng màn hình LTPS OLED, có kích thước lần lượt là 6,1 inch và 6,9 inch.
01:05 | 26/06/2022
Navicom Việt Nam vừa cho ra mắt sản phẩm Camera nghị định 10 Navicom J247Pro Max giá dưới 4 triệu đồng xem video online 24/7, tải video từ xa.
10:14 | 25/06/2022
Google cho biết họ đã tìm ra công cụ chuyên theo dõi dữ liệu người dùng từ một công ty Italy có tên RCS Lab.
10:10 | 25/06/2022

 

Giấy phép hoạt động: Số 03 /GP - TTĐT
Sở TTTT Hải Phòng cấp ngày 06/05/2021
Trụ sở Tầng 1 Số 34G Máy Tơ Hải Phòng

BAN BIÊN TẬP, HÀNH CHÍNH & TRỊ SỰ
TB Biên Tập: Nguyễn Việt Thắng  -  QLND
Ban Điện Tử: TB/ TKTS. Đào Hoàng Bách

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
Tel: 024 39 195 195 * Fax: 024 39 196 196
marketnews.vn@gmail.com * 0905414241
Liên hệ số đường dây nóng * 0905082014

THỜI SỰ, PHÁP LUẬT VÀ THỊ TRƯỜNG
VP Đồng Nai 137/ N4 KDCTM Phước Thái
Long Khánh, P. Tam Phước - TP. Biên Hoà
TB Pháp Luật /  TVP. Nguyễn Duy Khương
Ban Thị Trường:  TB. Trần Văn Hiển
Ban Tài Chính:     TB. Vũ Văn Sang
Ban Thời Sự:       TB. Giang Thị Hoa

 Chung nhan Tin Nhiem Mang

© All rights reserved - Bản tin Thị trường Việt Nam
icon up