カリフォルニア大学バークレー校、ローレンスバークレー国立研究所の研究者チームは、グルコースを電気に変換する新しい生物学的燃料電池を開発しました。燃料電池は、多くの植物や果物に見られる糖であるグルコースから電力を生成するために、遺伝子組み換え酵母株を使用しています。
新しい燃料電池は、医療用インプラント、センサー、小型電子機器など、さまざまなデバイスに電力を供給するために使用できます。また、排出量を生成しないため、再生可能エネルギー源としても使用できます。
研究者は、燃料電池はまだ開発の初期段階にあると言いますが、最終的にはさまざまなアプリケーションの電力を供給するために使用できることを期待しています。
燃料電池の仕組み
燃料電池は、アノードとカソードの2つのチャンバーで構成されています。アノードは炭素ベースの材料で作られていますが、カソードはプラチナなどの金属でできています。グルコースはアノードチャンバーに導入され、そこで酵母細胞によって電子、陽子、および二酸化炭素に分解されます。次に、電子を外部回路を介してカソードに移し、そこで酸素と反応して水を生成して電気を生成します。
研究者は、燃料電池がグルコースを電気に変換するのに非常に効率的であると言います。彼らは、1リットルあたり1.6ワットの電力密度を達成することができました。これは、小さな太陽電池の電力密度に匹敵します。
課題と将来の方向
研究者は、燃料電池を商業化する前に克服する必要がある多くの課題がまだあると言います。 1つの課題は、燃料電池で使用される材料のコストです。もう1つの課題は、燃料電池がグルコースの一定の供給を必要とするという事実です。
研究者は、これらの課題に対処する方法に取り組んでいます。また、燃料電池を使用して、医療用インプラントやセンサーなどの他のデバイスを強化する方法を模索しています。
潜在的なアプリケーション
研究者は、燃料電池には幅広い潜在的な用途があると言います。以下を含むさまざまなデバイスの電源を入れることができます。
*ペースメーカーやインスリンポンプなどの医療インプラント
*環境監視やセキュリティシステムで使用されるセンサーなどのセンサー
*スマートフォンやラップトップなどの小さな電子機器
*再生可能エネルギー源
研究者は、燃料電池を最終的に使用して、さまざまな用途で従来のバッテリーを交換できることを期待していると言います。
