Новости химической науки > Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме???

Может и не там энергию-то искали?)

Замена разряженных батарей в имплантируемых медицинских устройствах обычно требует инвазивной хирургии. Новая батарея, предназначенная для работы на кислороде организма и протестированная на крысах, намекает на способ питать медицинские датчики и симуляторы гораздо дольше, чем это возможно с существующими батареями (Chem 2024, DOI: 10.1016/j.chempr.2024.02.012).

Аккумуляторы — лучший вариант, доступный сегодня для питания имплантируемой электроники. Но их срок жизни весьма ограничен. Поэтому исследователи попытались разработать устройства, которые генерируют энергию посредством химических реакций с глюкозой или ферментами, имеющимися в человеческом организме.

Сичжэн Лю из Тяньцзиньского технологического университета, Пинли Ву из Хэбэйского университета, Юнган Ван из Фуданьского университета и их коллеги решили использовать кислород организма в качестве непрерывного источника энергии в металло-кислородной батарее. По словам Лю, металло-кислородные батареи имеют теоретическую плотность энергии в 5–10 раз большую, чем используемые сегодня имплантируемые батареи на основе лития.

Мягкая, гибкая батарея имеет анод из сплава натрий-галлий-олово и катод из нанопористого золота. Исследователи упаковали устройство в пористый полимерный корпус, который защищает компоненты батареи, позволяя при этом контактировать с жидкостями организма. Натрий на аноде подвергается окислению во время разряда, выделяя электроны для электрического тока и ионы натрия, которые перемещаются к катоду. На катоде кислород из жидкостей организма восстанавливается с образованием воды и перекиси водорода.

Так, имплантированное под кожу крыс устройство проработало около 4 недель, вырабатывая напряжение 1,3 В при максимальной плотности мощности 2,6 мкВт/см2. По словам Лю, сейчас эта плотность энергии слишком мала для устройств, а срок службы батареи зависит от количества натрия на аноде. Но концепция показывает, что можно производить энергию, используя ионы натрия и кислород в организме.

Амай Бандодкар, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете штата Северная Каролина, говорит, что уникальная биосовместимая батарея перспективна для имплантируемой электроники. «Было бы интересно создать усовершенствованную биоразлагаемую версию этой батареи».