Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» создали батарею, которая заряжается живущими внутри нее цианобактериями (известны как сине-зеленые водоросли).
Для существования цианобактериям нужны только вода и свет. В процессе жизни они выделяют крохотный электрический заряд. Его-то ученые и перенаправили на пользу человеку.
Аккумулятор представляет собой многослойный «пирог», по размеру сопоставимый со спичечным коробком. Нижний «корж» — подложка миллиметровой толщины из полипропилена. Сначала на нее наносят трафарет, определяющий расположение элементов устройства. Затем формируют электроды батареи — их роль выполняют углеродные нанотрубки, которые наносят в составе специальных чернил с помощью струйного принтера. Третьим слоем наносят похожие чернила, но с бактериями. Сверху кладут гидрогель — сгущенную воду, которой питаются сине-зеленые водоросли, — и закрывают все пищевой пленкой, чтобы вода не испарялась.
Через нанотрубки электрический заряд, выделяемый цианобактериями, подают на светодиодную лампочку мощностью 12 ватт. Эксперименты показали: чтобы обеспечить ее работу в течение двух часов, достаточно пяти батарей. После этого бактерии выпьют всю воду и нужно обновить слой гидрогеля — это процедуру можно повторять множество раз. Если же оставить аккумулятор надолго без воды, микроорганизмы могут погибнуть.
На сегодня существуют исследования и прототипы устройств, в которых электричество получают в результате жизнедеятельности бактерий. Аналоги, как правило, более громоздки — они включают большие емкости, где живут бактерии. Новая разработка отличается компактностью благодаря струйной печати и использованию гидрогеля.
В перспективе можно будет делать блоки из нескольких тонких батарей, увеличивая энергоемкость сборного аккумулятора. Разработка пригодится в электронике — от гаджетов до промышленного оборудования. Сейчас ученые ищут индустриальных партнеров.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».