محققان عربستان با استفاده از نانولوله‌های کربنی موفق به ساخت آندی برای پیل‌های سوختی میکروبی میکرومقیاس شدند.
استفاده از نانولوله‌های کربنی در پیل‌های سوختی میکروبی میکرومقیاس
پیل‌های سوختی میکروبی یکی از فناوری‌های زیست‌سازگار است که می‌تواند پسماندهای آلی را به الکتریسیته تبدیل کند. در این پیل‌های سوختی، یک نوع تجزیه‌ی شیمیایی اتفاق می‌افتد که در آن باکتری‌ها با خوردن پسماندهای آلی، الکترون آزاد می‌کنند. با این روش هم می‌توان آب‌های آلوده را تصفیه کرد و هم الکتریسیته مورد نیاز را از این آب‌ها به‌دست آورد، این کار با اکسیداسیون ترکیبات زیستی موجود در پساب‌ها و پسماندها انجام می‌شود.
با کوچک‌سازی این پیل‌های میکروبی می‌توان آن‌ها را روی تراشه‌ها قرار داد و در نهایت ادوات تشخیص طبی تولید کرد که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی بتواند به فعالیت خود ادامه دهد.
محمد مصطفی حسین، استادیار رشته مهندسی برق دانشگاه ملک عبدالله عربستان، می‌گوید: «پیل‌های سوختی میکروبی میکرومقیاس به دلیل کوچکی حجم، به الکترود کوچک‌تر نیاز دارند و حجم الکترولیت آن‌ها نسبت به پیل‌های رایج کمتر است. بهینه‌سازی الکترودها و منابع سوختی یکی از پارامترهای مهم در طراحی پیل‌های سوختی میکروبی میکرومقیاس است تا بتوان انرژی تولید شده توسط آن‌ها را به بیشینه مقدار ممکن افزایش داد. بنابراین انتخاب مواد مورد استفاده به‌عنوان الکترود اهمیت زیادی دارد».
در این پژوهش جدید، حسین و همکارانش به توسعه‌ی پیل‌های سوختی میکروبی میکرومقیاس پرداختند؛ پیل‌هایی که بتوانند تقریباً یک میکرووات انرژی تولید کنند. این مقدار انرژی برای دستگاه‌های میکروالکترونیک مناسب است. این گروه نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای با عنوان “Energy harvesting from organic liquids in micro-sized microbial fuel cells” در نشریه‌ی Asia Materials به چاپ رساندند.
این گروه تحقیقاتی غشاء تبادل پروتون را در پیل‌های سوختی میکروبی رایج برداشتند و کاتد هوا و گیرنده‌ی الکترون اکسیژن محیط را جایگزین آن کردند. با این کار ابعاد پیل سوختی به اندازه‌ای کاهش می‌یابد که برای استفاده روی تراشه مناسب باشد. محققان این پروژه موفق به ساخت پیلی با ابعاد یک بند انگشت شدند. ماده‌ی مصرفی این پیل، آب دهان است. البته این پیل قادر است با سیالات مختلف نظیر پساب، نوشیدنی‌های مختلف و هر مایعی که دارای ترکیبات آلی مثل شکر باشد، کار کند.
آند این پیل از نانولوله‌های کربنی چند جداره است. این محققان همچنین از گرافن برای ساخت «آند» استفاده کرده‌اند.
