Szőlőből nyertek áramot

Amerikai kutatóknak sikerült egy apró szerkezettel áramot kinyerniük szőlőből – írja a Nature. Természetesen nem a századok óta ismert cink-réz elektródos trükkről van szó, a találmány a növények és állatok anyagcsere-folyamatai révén termel elektromosságot. A preparált szőlő-szemet Adam Heller és munkatársai, a texasi egyetem kutatói bioüzemanyag-cellának nevezték el. Sajnos több millió bedrótozott szőlőre lenne szükség még egyetlen villanykörte üzemeltetéséhez is, mivel a cella csupán 2,4 mikrowatt áramot állít elő. Ez a mennyiség önmagában elenyésző, arra azonban elég, hogy egy kisebb érzékelő vagy jeladó áramköreit működtesse – írja a Nature. A bioüzemanyag-cella testnedvekkel is képes üzemelni, így például be lehetne ültetni műtéti területre is az operáció után, hogy érzékelje a testhőmérséklet változásait, melyekből következtetni lehetne az esetleges gyulladásra vagy fertőzésre. Növényekre helyezve pedig figyelemmel lehetne kísérni a környezeti változásokat, például a fény- és légköri viszonyokat. A szerkezet két, hajszálnál is vékonyabb, néhány centiméter hosszú szénelektródát tartalmaz, előállítása csupán pár koronába kerül. A cella jelenleg körülbelül egy napig üzemel, ezután mintegy negyedével csökken a leadott teljesítménye, de a továbbfejlesztett változat akár egy hétig is bírhatja. A találmány kísértetiesen emlékeztet arra a középiskolás kémiakísérletre, amiben krumpliba nyomott cink- és rézpálca között termelődik az elektromosság. A bioüzemenyag-cella azonban a növényi és állati sejtekben folyó anyagcsere-folyamatok révén termel áramot, nem pedig a zöldségben vagy gyümölcsben lévő sav és a két fém közötti kémiai reakcióval, mint a krumplielem. A sejtmetabolizmus során a glükóz elektronokat ad át az oxigénnek, ezek az elektronok áthaladnak az anódon, ahol a glükóz lebomlik, és a katódon, ahol az oxigén vízzé alakul. A reakciókat az elektródákhoz kötött enzimek idézik elő. A berendezés ezért jobb hatásfokkal üzemel olyan környezetben, ahol sok a glükóz, mint például a szőlőben. Hellerék most úgy szeretnék átalakítani a bioüzemenyag-cellát, hogy rovaroknál vagy kistestű állatoknál is működjön, így nyomkövető szerkezeteket lehetne vele üzemeltetni. A szöcskékkel végzett kísérletek egyelőre nem eredményesek.