2023 著者: Bryan Walter | [email protected]. 最終更新日: 2023-05-21 22:27
新しく作成されたウェアラブル微生物燃料電池の概略図と写真。
西イングランド大学（ブリストル）の英国人エンジニアのグループが、レッグウォーマーの形で最初のウェアラブル微生物燃料電池を作成しました。人間の尿を主な発電資源として利用しており、歩行時の機械的圧力により装置内を循環します。この作品は、ジャーナルBioinspiration andBiomimeticsに掲載されました。
科学者たちは、魚の循環システムの装置によって燃料電池循環システムを作成するように促されました。その人工的な対応物は、尿が循環する多くのプラスチックチューブで構成されています。下（かかとの下）では、各チューブが機械式ポンプに取り付けられています。人は歩きながらそれを押すことによって、特別な副子で膝の近くに固定されている燃料電池への上昇管を上って尿を上昇させます。さらに、燃料電池を通過した尿は、重力とポンプで生成された圧力の影響下で、下降管を下向きに流れます-再びかかとの下にあります。すべての尿細管には、尿の圧力の下で下から（または上から）開き、逆流の場合に閉じる特別なバルブが装備されています。一緒に、これは尿がデバイス内で継続的に循環することを可能にし、12の要素（各上昇および下降チューブに1つ）が電気を生成することを可能にします。
微生物燃料電池自体は、嫌気性アノードチャンバー、イオン選択性膜、および好気性カソードチャンバーの3つの部分で構成されています。アノードチャンバー内のバクテリアは尿素を分解し、二酸化炭素を放出し、プロトンと電子を放出します。自由電子はアノードに転送されます。そこから、外のオフィスに沿って、彼らは陰極に移動します。並行して、正に帯電した水素プロトンは、イオン選択性膜を通過してカソードに向かいます。陰極室では、それらは酸素と結合して水を形成します。電流が発生します。
12個の燃料電池はすべて、ピーク電力で110マイクロワット以下の電力を生成できましたが、2分ごとにテキストメッセージを送信するワイヤレス送信機に電力を供給するのに十分でした。
以前、同じグループの研究者が、尿を動力源とする微生物燃料電池を使用して携帯電話を充電することに成功しました。現在、科学者は、ウェアラブル緊急物資（サバイバルキット）の一部となり、森で迷子になったり救命ボートで難破した観光客など、正確な座標を送信するために使用できる、同等に効果的なポータブルMFCの作成を目指しています。この種の発電機に尿発生器を使用すると、発電のための他の供給源または資源が単に利用できない場合に、あらゆる種類の極端な条件でそれらを使用することができます。
