Ученые научились производить электричество для зарядки смартфонов из мочи

На данный момент на рынке элементов питания и зарядных устройств существует множество интересных разработок, но последней под силу удивить многих. С тех пор когда ученые заговорили о топливном элементе, который производит электричество из мочи, прошло несколько лет, но только сейчас британские исследователи из лаборатории Bristol Robotics при Бристольском университете заявили о создании такового.

Разработанная Иоаннисом Иеропулосом и его друзьями технология получила название каскадные микробные топливные ячейки (MFC). Как уже можно догадаться из названия, MFC содержит в себе микробы, которые питаются органическими веществами и производят в результате их переработки электричество. По словам ученых, созданной ими первой в мире топливной ячейке, которая работает на моче, под силу генерировать достаточно электроэнергии для работы в Интернете, написания текстовых сообщений и даже совершения звонков.

Судя по предоставленным данным, в MFC используется активный ил, который в основном применяется для очистки сточных вод. Для стимулирования роста проводящих энергию микробов (Geobacter sulfurreducens) ученые использовали триптон и дрожжи.

В ячейках MFC, как и полагается, есть анод, катод и мембрана посередине, которая пропускает только протоны. В отсеке анода бактерии расщепляют биотопливо (органические соединения в моче, такие как белки и гормоны), производя оксид углерода, электроны и протоны. Следующим этапом является перемещение электронов к катоду посредством электрических цепей, где они соединяются с протонами и образуют водород. Далее происходит соединение кислорода с водородом и в результате химической реакции образовывается вода и электричество.

К сожалению, количество выработанного электричества, полученного данным образом, не очень большое, — порядка нескольких микроватт, поэтому ученые решили объединить в единую систему восемь таких ячеек. Лучшего результата ученым удалось добиться при соединении первых четырех ячеек параллельно (для обеспечения максимальной мощности) и четырех других — последовательно (для обеспечения максимального напряжения). В результате на выходе они получили 642 милливольт, 312 микроампер и 206 микроватт. По словам ученых, этого достаточно для того чтобы зарядить смартфон производства Samsung (модель, к сожалению, не уточнили).

Стоит отметить, что размеры ячеек очень незначительные, поэтому для их создания использовался 3D-принтер, но вся установка, которая состоит из ячеек и других необходимых компонентов, по габаритам сопоставима с аккумулятором автомобиля.

Следующим шагом для Иоанниса Иеропулоса является разработка и создание «умного» туалета с интерфейсом USB 2.0, где можно будет зарядить любое мобильное устройство. Конечная цель — создание портативного зарядного устройства для смартфонов. К сожалению, повысить КПД такой зарядки можно лишь увеличив уровень белка в моче, но это приведет к нарушению работы почек.