• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Química
    Fotopotência para microlabs
    p Crédito:Wiley-VCH

    p Dispositivos miniaturizados, como microssensores, muitas vezes exigem um fonte de alimentação igualmente miniaturizada. Procurando por sistemas adequados, Cientistas japoneses desenvolveram agora um dispositivo microfluídico totalmente integrado que produz hidrogênio combustível e o converte em energia elétrica com base na fotocatálise. Conforme relatam no jornal Angewandte Chemie , ele funciona de forma totalmente autônoma e fornece energia de hidrogênio suficiente para alimentar um microssensor para a transmissão diária de dados. p O downsizing tem seus desafios, especialmente quando sistemas autônomos miniaturizados como aplicativos lab-on-a-chip ou microssensores são exigidos. Esses sistemas geralmente precisam de sua própria fonte de alimentação, mas as baterias externas são desajeitadas e difíceis de integrar. Como os sistemas microfluídicos oferecem tal integração, Takehiko Kitamori e Yuriy Pihosh da Universidade de Tóquio e seus colegas se concentram em dispositivos microfluídicos, e eles projetaram um microgerador fotocatalítico de combustível de hidrogênio, combinado com uma microcélula de combustível, tudo configurado em um chip microfluídico. Este gerador de energia microfluídica é baseado na luz solar e pode fornecer alimentação contínua de energia para outros dispositivos miniaturizados em temperatura ambiente e pressão atmosférica, alega-se.

    p Os cientistas descrevem seu dispositivo de alimentação microfluídica como um sistema modular montado em uma plataforma de vidro com os dois módulos, o microgerador fotocatalítico de combustível e a microcélula de combustível, sendo conectado por um conjunto de micro e nanocanais. Ambos os módulos microfluídicos contêm um conjunto de "nanocanais estendidos" para a troca de prótons - os autores argumentam que esses ENCs fornecem uma excelente condutância de prótons e permitem uma viagem de prótons muito mais rápida do que as membranas convencionais de troca de prótons Nafion. O fotoanodo, nomeadamente, o fotocatalisador para divisão de água, também é inovador:consiste em nanobastões de óxido metálico especialmente projetados que fotocatalisam a produção de hidrogênio com "eficiência recorde", como os autores demonstraram. Ambos os gases, oxigênio e hidrogênio produzidos pela divisão da água, são então transportados separadamente através dos microcanais para a microcélula de combustível, onde oxigênio, elétrons, e prótons se combinam eletroquimicamente à água, fornecendo a energia.

    p Conforme a água circula de volta para o primeiro módulo, esta fonte de microalimentação é autossustentável e depende apenas da luz solar. Os cientistas testaram o dispositivo e encontraram uma produção constante de hidrogênio por dia, que é "equivalente a 35 milijoules de energia armazenada que seriam suficientes para alimentar um microssensor e transmitir dados de tempo durante 24 horas, "eles disseram. Ainda assim, eles têm que integrar um conjunto de microtanques para armazenamento de gás para evitar a sobrepressão dos gases, mas de acordo com os autores, este problema pode ser resolvido rapidamente.

    p As aplicações sugeridas são microssensores autônomos e tecnologias lab-on-a-chip, o último dos quais pode reduzir o tamanho de processos laboratoriais inteiros, economizando materiais valiosos e custos de energia.


    © Ciência http://pt.scienceaq.com