Melaninból készítettek elemet

A Carnegie Mellon Egyetem kutatói olyan energiatároló rendszerek fejlesztésén dolgoznak, amelyek nem károsak az emberi szervezetre, így nyugodtan bejuttathatók abba.

Melaninból készítettek elemet

Az elemek két évszázaddal ezelőtti feltalálásuk óta számtalan különböző anyagból készültek. Az első darabok még rézből és cinkből álltak, napjaink legelterjedtebb, újratölthető darabjaiban pedig a lítium játssza a főszerepet, de a múltban az ólom, a nikkel, az ezüst és más nyersanyagok is népszerűek voltak. A legutóbbi időkig azonban senki nem próbálkozott azzal, hogy a melanint, a bőr festékanyagát energiatárolási célokra használja fel. Christopher Bettinger, a Carnegie Mellon Egyetem kutatója viszont pontosan ezzel próbálkozik, olyan elemeket igyekezve létrehozni, amelyek biztonságosan használhatók az emberi szervezetben is.

A melanin első pillantásra nem tűnik kézenfekvő elem-alapanyagnak. Egy összetett, szénből, oxigénből, nitrogénből és hidrogénből álló molekuláról van szó, amelynek tömeges előállításához a hagyományos vegyészeti módszerek helyett biotechnológiai megoldásokra van szükség. A melanin ugyanakkor képes a pozitív töltésű ionok, vagyis a kationok megkötésére és felszabadítására, vagyis arra, ami az energiatároló berendezésekben a katód feladata. Mindez ráadásul úgy teszi, hogy nem mérgező, ami a hagyományos elem-alapanyagok túlnyomó többségéről nem mondható el.

Bettinger új fejlesztésű készülékében egy melanin katód és egy nátriumból és titánból álló anód található, amelyeket egy vízbázisú elektrolit vesz körül. A rendszer nátrium-, kalcium-, rubídium-, cézium-, magnézium-, alumínium- és vasionokkal egyaránt működik, és a legkedvezőbb összeállításokkal 0,5–0,7 V feszültség valósítható meg.

Ez nem túlságosan sok, de a piciny elemek annyi energiát már jelenleg is képesek szolgáltatni, ami például egy lenyelhető, a szervezetben csak néhány órát töltő, úgynevezett kapszula-endoszkóp vagy egy célzott gyógyszerbevitelt szolgáló rendszer működtetéséhez szükséges. A pontos számok persze a konkrét konfigurációtól függnek, de a kísérleti tapasztalatok szerint 600 milligramm melanin felhasználásával egy 5 milliwattos készülék akár 18 órán keresztül is üzemeltethető lehet, mondja Hang-Ah Park, a kutatás egyik résztvevője.

A fejlesztés nagy előnye, hogy egyik összetevője sem mérgező a szervezetre, így ha az elem megsérül odabent, akkor sincs semmi probléma. A másik érdekesség, hogy bár a Bettinger megcélzott alkalmazási területekhez nincs szükség újratölthető elemekre, a prototípus magnéziumionokkal működő verziója egészen jó feltételekkel tölthető újra, holott a korábbi magnéziumakkuk létrehozására tett kísérletek sorra csődöt mondtak. Ez pedig jó hír lehet azoknak is, akik újratölthető energiatárolók fejlesztésén dolgoznak, és alternatívát keresnek a lítiumion-akkuk helyett.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward