Британские учёные нашли неожиданный источник энергии для аккумуляторов смартфонов

Британские учёные в очередной раз сумели подтвердить присущую им оригинальность. Исследователи из роботехнической лаборатории Университета Бристоля создали первую в мире топливную ячейку, работающую на моче. Она может генерировать достаточное количество энергии, чтобы на её основе мобильное устройство могло выполнять такие повседневные функции, как написание текстовых сообщений, работа в Интернете и осуществление телефонных звонков.

Разработанная Иоаннисом Иеропулосом (Ioannis Ieropoulos) технология носит название каскадные микробные топливные ячейки. Ячейка (MFC) одержит в себе микробы, которые питаются органическими веществами и производят в результате их переработки электричество. Судя по имеющемуся описанию проделанной работы, в ячейках используется слизь наподобие той, что можно найти в канализации или на станциях по очистке воды. Для ускорения роста этих микробов используются триптон и дрожжи (бактерии Geobacter sulfurreducens).

Схема установки

В ячейке, как и положено, есть анод, катод и мембрана посередине, через которую могут проходить только протоны. Микробы расщепляют содержащиеся в моче биологические компоненты, такие как белки и гормоны, в отсеке анода, производя в результате оксид углерода, электроны и протоны. Далее электроны перемещаются к катоду посредством электрических цепей, где они совместно с протонами образуют водород. Его сочетание с кислородом приводит к образованию воды и попутно электричества.

Правда, количество вырабатываемого электричества довольно скромное, на уровне микроватт, поэтому исследователи использовали комплект из восьми ячеек. Лучший результат был получен при параллельном соединении четырёх ячеек для обеспечения максимальной мощности и последовательном соединении четырёх других для максимального напряжения. Такая конфигурация дала на выходе 642 мВ, 312 мкА и 206 мкВт – «достаточно для зарядки смартфона Samsung», по мнению учёных.

Схема ячейки и сама ячейка

Надо заметить, что в данной, и без того привлекающей внимание разработке, используется другая набирающая популярность технология, а именно 3D-печать, поскольку сами ячейки созданы как раз с её помощью. Однако установка состоит не из одних ячеек, и её полный размер сопоставим с размером автомобильного аккумулятора. Далее разработчики собираются найти инвестиции для создания «интеллектуального туалета» (smart toilet). Он будет обладать разъёмом USB, в конечном же счёте целью является создание портативного носимого зарядного устройства для смартфонов. К сожалению, КПД зарядки можно увеличить лишь за счёт повышения содержания белка в моче, но это ведёт к нарушению работы почек.