Potrivit Sci Tech Daily, cercetătorii au reușit să obțină, cu ajutorul acesteia, 43 de microvați de energie pe centimetru pătrat, lucru care o face să fie cea mai eficientă pilă de combustie pe bază de glucoză din prezent.

Un alt avantaj al acestei noi tehnologii este că ea poate suporta temperaturi de până la 600 de grade Celsius, iar dacă este incorporată într-un implant medical, acest lucru i-ar permite să treacă cu succes prin procesul de sterilizare la temperaturi ridicate.

Nucleul este realizat din ceramică, lucru care îi permite să-și păstreze proprietățile electrochimice chiar și la temperaturi ridicate și la dimensiuni reduse.

Cercetătorii susțin că noul dispozitiv poate fi integrat într-un film care poate fi înfășurat în jurul unui implant, iar folosind energia generată de glucoză, implantul poate fi alimentat prin pila de combustie respectivă.

Philipp Simons, care a dezvoltat designul ca parte a tezei lui de doctorat în Departamentul de Științe Materiale și Inginerie al MIT (DMSE), a declarat că „glucoza se află peste tot în corp, iar ideea este să profităm de această sursă de energie gata disponibilă și să o folosim pentru a alimenta dispozitive implantabile. Prin munca noastră, arătăm o nouă electrochimie a pilelor de combustie pe bază de glucoză.”

Jennifer L.M. Rupp, coordonatoarea lui Simons și un profesor colaborator la DMSE, a adăugat că „în loc să folosim o baterie, care poate ocupa 90% din volumul unui implant, putem realiza un dispozitiv cu un film subțire și putem avea o sursă de alimentare care să nu ocupe spațiu.”

Prezentate inițial în anii '60, pilele de combustie pe bază de glucoză au fost considerate ca având un potențial foarte mare de energie prin convertirea glucozei în energie, însă la vremea respectivă, acestea erau bazate pe polimeri moi care erau limitați de bateriile litiu-iod.

Bateriile nu pot fi fabricate la dimensiuni prea mici, lucru care s-a dovedit a fi o provocare când a venit vorba despre integrarea acestora în implanturi electronice.

„Pilele de combustie convertesc direct energia, în loc să o stocheze într-un dispozitiv, așadar nu ai nevoie de tot acel volum pentru a stoca energia într-o baterie”, a declarat Rupp.

O pilă de combustie pe bază de glucoză este compusă din trei straturi, primul fiind anodul, al doilea, electrolitul, iar cel de-al treilea, catodul.

Anodul este stratul care interacționează cu glucoza din corp, transformând zahărul în acid gluconic, iar prin această conversie sunt eliberate o pereche de protoni și o pereche de electroni.

Electrolitul va separa protonii de electroni, conducând protonii prin pila de combustie în afara corpului.

Electronii sunt izolați și se deplasează într-un circuit extern, unde sunt folosiți pentru a alimenta dispozitivul electronic.

Cercetătorii au dezvoltat o celulă pe glucoză al cărei strat electrolit este realizat din ceriu, un material ceramic care are o conductivitate ridicată a ionilor și este robust și care este foarte popular ca electrolit în celulele pe bază de hidrogen.

„Ceriul este studiat în prezent în comunitatea care cercetează cancerul. Este similar cu zirconiul, care este folosit pentru implanturile dentare și este biocompatibil și sigur”, a menționat Simons.

Cercetătorii de la MIT și de la TUM au realizat 150 de celule pe bază de glucoză pe care le-au pus pe un cip pentru a le testa eficiența și au notat că multe dintre acestea au putut produce 80 de milivolți de electricitate.

Luând în considerare dimensiunile reduse de 400 de nanometri grosime și 300 de micrometri lățime, înseamnă că acestea sunt cele mai eficiente pile de combustie pe bază de glucoză de până acum.

„În mod uimitor, putem genera suficientă energie pentru a putea alimenta dispozitivele implantabile”, a explicat Simons.