Kertakäyttöinen biopolttokenno kehitteillä

Pieni ja edullinen virtalähde soveltuu kuluttajasovelluksiin

VTT kehittää biopolttokennoja, joissa entsyymit muuntavat bioperäisen polttoaineen, mm. sokerien ja alkoholien energian sähköksi. Näitä biopolttokennoja voidaan toteuttaa painotekniikalla. Entsyymien avulla toimiva virtalähde soveltuu sähkönlähteeksi lääketieteen ja elintarvikeketjun etätunnistimiin, jotka yleistyvät vauhdilla. Esimerkkeinä voidaan mainita muistipiirin ja mittaelektrodin sisältävä laastari ja elintarvikkeiden laatua seuraava anturi.

Entsymaattinen virtalähde muuntaa orgaanisen lähtöaineen kemiallisen energian sähköenergiaksi entsyymien avulla. Entsyymit toimivat katalyytteinä ja mahdollistavat muun muassa sokerien ja alkoholien käytön polttoaineina. VTT:llä kehitteillä oleva biopolttokenno perustuu homeista saatavan lakkaasientsyymin käyttöön katodilla. VTT on hakenut patenttisuojaa ratkaisulle, joka on antanut virtaa 0,7 voltin jännitteellä virrantiheydellä 20 mikroampeeria neliösenttimetriä kohden. Lakkaasi soveltuu myös painotekniikkaan, koska se ei menetä paperille painettuna sähköntuottokykyään.

Sovellukset arkikäytössä 2010-luvulla

Entsymaattiset virtalähteet painotekniikalla toteutettuina ovat pieniä, edullisia ja kertakäyttöisiä. Niille on näköpiirissä sovelluksia logistiikkaketjun antureissa, elintarvikkeiden lämpötila-antureissa ja iholle liimattavissa lääketieteellisissä antureissa sekä painetuissa näytöissä. Laajemmin sovelluksia nähtäneen 2010-luvulla.

Entsyymien avulla hyvä hyötysuhde - painotekniikalla edullisuus

Entsyymien korvatessa perinteiset jalometallikatalyytit kennot toimivat hyvällä hyötysuhteella normaalipaineessa ja 4 - 60 lämpöasteessa. Paperille painettuina massatuotteina niiden hinta on mahdollista pudottaa hyvinkin alhaiseksi. Biohajoavat raaka- ja polttoaineet puolestaan mahdollistavat kertakäyttöisyyden.

Painettavat miniatyyrivirtalähteet -projekti

Biopolttokennojen kehitys kuuluu Painettavat miniatyyrivirtalähteet -projektiin, jonka tutkimusosapuolia ovat TKK koordinaattorina sekä VTT ja Åbo Akademi. Projektin loppuvaiheessa keskitytään painotekniikkaan perustuvan sarjatuotantomenetelmän kehittämiseen. VTT:n tutkimukset jatkuvat myös EU-hankkeessa, jossa tutkitaan biopolttokennojen käyttöä bioantureiden virtalähteenä.

Kuva: Painettu entsymaattinen virranlähde

 

Lisätietoja

VTT on puolueeton asiantuntijaorganisaatio, joka kehittää uutta teknologiaa, tuottaa tutkimus-, kehitys-, testaus- ja tietopalveluita sekä kotimaisille että kansainvälisille asiakkailleen, yrityksille ja julkiselle sektorille. Osaamisellaan ja uusilla innovaatioilla VTT pyrkii lisäämään omistajansa ja asiakkaidensa teknistaloudellista kilpailukykyä ja yhteiskunnan hyvinvointia.