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Wichtige Nachrichten
Dies ist das Aussehen von vier Exemplaren des kleinsten Biostromgenerators (fuel cell), der bisher gebaut wurde. Das Gesamtvolumen beträgt 0,3 Mikroliter, es wurde mit Mikrofluid-Technologie gebaut und funktioniert, weil ein Bakterium Anoden kolonisiert, wächst ein Biofilm.
Die Anode ist in eine Flüssigkeit mit Nährstoffen eingegetaucht, die durch Bakterien metabolisiert werden und so entstehen Elektronen, die in die Kathode fließen, wodurch ein Kreislauf entsteht. Sowohl Anoden als auch Kaolin haben die Dicke eines Haares, und obwohl sehr klein, erzeugt der Kreislauf einen konstanten Strom.
Dieser Strom hängt von der Art des wachsenden Biofilms, der Konzentration des Elektronenspenders und dem Flussregime ab. Es wurden zwei Bakterienarten eingesetzt: Geobacter sulzerative Reduziermittel, die 92 A m−3 produzieren, und Shewanella oneidensis, die 127 A m−3- (etwa 7000-mal weniger als ein AA-Stack) produziert.
Mikrofluidkanäle
Eines der großen Probleme bei den Brennstoffmikrozellen besteht darin, dass Kalander und Anoden in verschiedene Flüssigkeiten eingegetaucht sind, die getrennt gehalten werden müssen, aber die Trennung muss Protonen passieren lassen. Das wurde durch die Verwendung von halbdurchlässigen Membranen gelöst. Aber es war nicht einfach, die Membranen zu "miniaturisieren," um sie in diese kleinen Bände einzufügen.
Forscher an der Carnegy Mellon University haben eine andere Anfahrt benutzt. Sie haben die Membran entfernt und Mikrofluidkanäle verwendet, um die beiden Flüssigkeiten getrennt zu halten. Es ist, als würden zwei Flüsse nebeneinander fließen, aber sie mischen sich nicht, weil ihre Strömungsgeschwindigkeit anders ist. Diese Strategie ist in einem viel wichtigeren Bereich viel vorteilhafter als die andere: in wirtschaftlicher Hinsicht.
Die Mikrofluid-Technologie ist viel billiger und einfacher als die Technologie, die eine Membran in einem kleinen Volumen verpacken kann.
Quelle der Bilder und Texte: The Scientist aus Material der Carnegie Mellon University.
Quelle
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