Los dispositivos miniaturizados, como los microsensores, a menudo requieren un Fuente de alimentación igualmente miniaturizada. Buscando sistemas adecuados, Los científicos japoneses han desarrollado ahora un dispositivo de microfluidos totalmente integrado que produce combustible de hidrógeno y lo convierte en energía eléctrica basada en fotocatálisis. Como informan en la revista Angewandte Chemie , Funciona de forma totalmente autónoma y proporciona suficiente energía de hidrógeno para alimentar un microsensor para la transmisión diaria de datos.

La reducción tiene sus desafíos, especialmente cuando se demandan sistemas autónomos miniaturizados como aplicaciones de laboratorio en un chip o microsensores. Estos sistemas a menudo necesitan su propia fuente de alimentación, pero las baterías externas son torpes y difíciles de integrar. Como los sistemas de microfluidos ofrecen tal integración, Takehiko Kitamori y Yuriy Pihosh de la Universidad de Tokio y sus colegas se centran en dispositivos de microfluidos, y diseñaron un microgenerador fotocatalítico de combustible de hidrógeno, combinado con una micro pila de combustible, todo configurado en un chip de microfluidos. Este generador de energía de microfluidos se basa en la luz solar y puede proporcionar un suministro de energía continuo a otros dispositivos miniaturizados a temperatura ambiente y a presión atmosférica. es reclamado.

Los científicos describen su dispositivo de energía de microfluidos como un sistema modular ubicado en una plataforma de vidrio con los dos módulos, el microgenerador de combustible fotocatalítico y la micro pila de combustible, estar conectado por un conjunto de micro y nanocanales. Ambos módulos de microfluidos contienen un conjunto de "nanocanales extendidos" para el intercambio de protones; los autores argumentan que estas ENC proporcionan una excelente conductancia de protones y permiten un viaje de protones mucho más rápido que las membranas de intercambio de protones de Nafion convencionales. El fotoanodo, a saber, el fotocatalizador para la división del agua, también es innovador:consta de nanobarras de óxido metálico especialmente diseñadas que fotocatalizan la producción de hidrógeno con una "eficiencia récord", como han demostrado los autores. Ambos gases, oxígeno e hidrógeno producidos por la división del agua, luego se transportan por separado a través de los microcanales hasta la micro celda de combustible, donde el oxigeno, electrones, y los protones se combinan electroquímicamente con el agua, proporcionando la energía.

A medida que el agua circula de regreso al primer módulo, esta micro fuente de alimentación es autosuficiente y solo depende de la luz solar. Los científicos probaron el dispositivo y encontraron una producción constante de hidrógeno por día. que es "equivalente a 35 milijulios de energía almacenada que serían suficientes para alimentar un microsensor y transmitir datos de tiempo durante 24 horas, "dijeron. Aún así, tienen que integrar un conjunto de microtanques de almacenamiento de gas para evitar la sobrepresión de los gases, pero según los autores, este problema se puede solucionar rápidamente.

Las aplicaciones sugeridas son microsensores autónomos y tecnologías de laboratorio en un chip, el último de los cuales puede reducir el tamaño de los procesos de laboratorio completos, ahorrando así valiosos materiales y costes energéticos.