Hình minh họa. Ảnh: Sputnik
Những thiết bị như vậy không chỉ có thể sản xuất điện mà không gây hại cho môi trường, mà còn làm sạch nước thải. Kết quả nghiên cứu được cng bố trên tạp chí "Ghi chú Khoa học của Đại học Kazan".
Trong pin sinh học bao gồm cả vi khuẩn và một số loại thực vật, dòng điện được tạo ra bởi hai điện cực. Trên một điện cực (cực dương - anode - tích điện dương), các electron di chuyển vì được kích thích bởi các quá trình trong tế bào thực vật và vi khuẩn. Đồng thời, nước được giải phóng trên điện cực thứ hai (cực âm - catot).
Theo báo cáo của Đại học tổng hợp quốc gia Tula (TSU), thực vật và vi sinh vật trở thành một nhà máy điện mini được cung cấp năng lượng bởi các phản ứng sinh hóa tự nhiên. Những pin như vậy được gọi là pin nhiên liệu vi sinh vật thực vật (PMFC). Trong những thiết bị như vậy, phản ứng catốt thường làm chậm toàn bộ hệ thống, ảnh hưởng đến hiệu suất của pin, các nhà khoa học cho biết thêm.
Nếu không có chất phụ trợ - chất xúc tác - phản ứng diễn ra quá chậm. Trong các loại pin RMFC hiện đại, bạch kim đắt tiền được sử dụng làm chất tăng tốc phản ứng, điều đó làm chậm quá trình đưa pin sinh học vào hệ thống lọc nước tự động hoặc sử dụng chúng để hỗ trợ hoạt động của cảm biến công suất thấp và đèn LED, nhà khoa học Sergey Alferov, trưởng phòng thí nghiệm công nghệ sinh học y tế và sinh thái tại Đại học TSU, cho biết.
"Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã thay thế bạch kim bằng mangan dioxit giá cả phải chăng hơn. Vật liệu này cho thấy hiệu suất cao, cải thiện các đặc tính của pin nhiên liệu vi sinh vật thực vật. Với chất xúc tác cũ, công suất định mức của pin là 20 mW, còn với chất xúc tác mới là 33 mW, đồng thời giảm điện trở trong pin", - các nhà khoa học TSU giải thích.
Các chuyên gia cho biết thêm rằng pin nhiên liệu vi sinh vật thực vật có thể được sử dụng ở những vùng khí hậu ấm áp, nơi khó tìm thấy nước sạch. Sau khi thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào việc mở rộng quy mô sử dụng hệ thống này và thử nghiệm nó trong môi trường mô phỏng hoặc gần giống với điều kiện hoạt động thực tế.