Микроскопические батареи для отслеживания миграции лосося

Проблема сохранения природных ресурсов и в том числе флоры и фауны в наше время стоит особенно остро. Неконтролируемое их уничтожение в скором времени может привести к нарушению природных цепочек, что, в конце концов, приведет к вымиранию многих видов животных, птиц и рыб. Поэтому ученые постоянно контролируют численность популяций и их перемещение по планете. Это касается и популяции лосося. Но ведь на рыбу трудно нацепить стандартный датчик слежения, который обычно используется для работы с более крупными обитателями водной стихии.

Да, сделать миниатюрный передатчик благодаря современным технологиям, не проблема. Но чем его питать. Нужен не только достаточно емкий элемент питания, но еще и достаточно маленький. Создать подобный взялись ученые из Национальной северо-западной тихоокеанской лаборатории штата Вашингтон (PNNL).

Чтобы создать микроскопическую, но достаточно емкую батарею команда ученых обратилась к технологии, которая обычно используется для производства бытовых батареек. Она предпологает соединение вместе нескольких слоев различных материалов, которые выполняют функции катода, анода и электролита. В качестве катода используется фторид углерода, а анода – литий. Слои складывают вместе, скручивают и помещают в цилиндрический корпус.

Технология хороша тем, что она предполагает использование достаточно большой площади электродов в сравнительно небольшом объеме. Электроны в батарее свободно перемещаются между электродами и «не мешают» друг другу.

Ученые просто уменьшили до возможного минимума эту структуру. В результате плотность накопленной энергии на единицу массы в новой микроскопической батарее составла 240 Вт/кг, что почти в 3 раза больше чем у подобных микробатарей, выполненных по другим технологиям.

Ученые подсчитали, что для передатчика, который в виде инъекции вживляется в тело лосося, энергии новой микробатареи размером всего 6 × 3 мм хватит примерно на 3 месяца работы, если передатчик будет отправлять сигнал каждые 3 секунды.

Такая миниатюризация, по словам разработчиков, позволит отслеживать миграцию лосося с более раннего возраста и на большие расстояния, чем это было возможно до этого. Кроме того, использование лития и фторида углерода позволит бесперебойно работать батарее даже в холодной воде.

Источник информации: PNNL (www.pnnl.gov/news/release.aspx?id=1040)