Wetenschappers uit Signapore hebben een batterijtje ontwikkeld dat zijn energie uit menselijke urine haalt. De batterij is uitstekend geschikt voor medische testkits, zoals die voor diabetici. Maar ook voor een noodoproep met een gsm is mogelijk.
's Werelds allereerste batterijtje op urine werd ontwikkeld door een team van fysici aan het Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapore. Hun doel was om een goedkope energiebron te ontwikkelen voor kleine medische testkits, zoals diabetici die gebruiken om hun suikerwaarden meten.
De huidige biochips hebben een externe batterij nodig of een scanner die de gegevens afleest. Door de energie te halen uit het urinestaal wordt die externe hulp overbodig. “Onze batterij kan makkelijk worden ingebouwd in verschillende diagnostische test die op de markt zijn. De elektriciteit voor de chip haalt ze uit biovloeistoffen zoals bloed en urine,” zegt Ki Bang Lee van het Signaporese instituut. Zowel de chip als de batterij zitten in een handige kaart.
Het batterijtje bestaat uit een laagje filterpapier dat in koperchloride is gedrenkt. Dat papiertje wordt geklemd tussen flinterdunne lagen magnesium en koper. Het geheel wordt bijeengehouden door een plastic omhulsel. De batterij is niet dikker dan 1 millimeter en meet 60 millimeter bij 30, net iets kleiner dan een kredietkaart.
Om ze te activeren volstaat het om een druppel urine te laten vallen op het filterpapier. Door de chemische reactie die daaruit volgt, ontstaat er stroom. De magnesiumlaag fungeert als anode en verliest zijn elektronen. Terwijl de koperen laag dienst doet als kathode en de losgeslagen elektronen weer opvangt.
De urinebatterij kan tot 1,5 volt opwekken, wat overeenkomt met een stroom van 1,5 microwatt. Om dat resultaat te bekomen, heeft ze maar 0,2 milliliter urine nodig. Een test wees bovendien uit dat als een tweede druppel urine wordt toegevoegd, vijftien uur na de activering, meer energie kan worden opgewekt dan met een druppel.
De uitvinding is zo simpel dat niemand er tot nog toe was opgekomen. “Het onderzoek naar nieuwe batterijen voor diagnosekits concentreerde zich op het verkleinen van de bestaande batterijen,” zegt Lee aan the New Scientist. “Door de schaalverkleining werd het echter moeilijk om voldoende stroom op te wekken. Dit batterijtje combineert beiden. Het is klein en het put zijn energie uit het staal dat moet worden getest.”
Wie in de batterij een noodoplossing ziet voor laptops en iPods die zonder stroom vallen, moeten we teleurstellen. Voorlopig althans. “Als we een zuinige gsm op de kaart zetten, kan ze dienen als wegwerpbatterij in noodgevallen,” zegt Lee. Zowel de voltage, de stroom als de capaciteit van de batterij zouden nog kunnen worden uitgebreid. Bijvoorbeeld door het materiaal dat dienst doet als elektrode te vervangen.
Lee is ervan overtuigd dat zijn batterij weldra te vinden zal zijn in heel wat medische diagnosekits. “Het doel op lange termijn is dat mensen goedkope wegwerptests kunnen kopen in om het even welke apotheek om de hoek.
De huidige biochips hebben een externe batterij nodig of een scanner die de gegevens afleest. Door de energie te halen uit het urinestaal wordt die externe hulp overbodig. “Onze batterij kan makkelijk worden ingebouwd in verschillende diagnostische test die op de markt zijn. De elektriciteit voor de chip haalt ze uit biovloeistoffen zoals bloed en urine,” zegt Ki Bang Lee van het Signaporese instituut. Zowel de chip als de batterij zitten in een handige kaart.
Het batterijtje bestaat uit een laagje filterpapier dat in koperchloride is gedrenkt. Dat papiertje wordt geklemd tussen flinterdunne lagen magnesium en koper. Het geheel wordt bijeengehouden door een plastic omhulsel. De batterij is niet dikker dan 1 millimeter en meet 60 millimeter bij 30, net iets kleiner dan een kredietkaart.
Om ze te activeren volstaat het om een druppel urine te laten vallen op het filterpapier. Door de chemische reactie die daaruit volgt, ontstaat er stroom. De magnesiumlaag fungeert als anode en verliest zijn elektronen. Terwijl de koperen laag dienst doet als kathode en de losgeslagen elektronen weer opvangt.
De urinebatterij kan tot 1,5 volt opwekken, wat overeenkomt met een stroom van 1,5 microwatt. Om dat resultaat te bekomen, heeft ze maar 0,2 milliliter urine nodig. Een test wees bovendien uit dat als een tweede druppel urine wordt toegevoegd, vijftien uur na de activering, meer energie kan worden opgewekt dan met een druppel.
De uitvinding is zo simpel dat niemand er tot nog toe was opgekomen. “Het onderzoek naar nieuwe batterijen voor diagnosekits concentreerde zich op het verkleinen van de bestaande batterijen,” zegt Lee aan the New Scientist. “Door de schaalverkleining werd het echter moeilijk om voldoende stroom op te wekken. Dit batterijtje combineert beiden. Het is klein en het put zijn energie uit het staal dat moet worden getest.”
Wie in de batterij een noodoplossing ziet voor laptops en iPods die zonder stroom vallen, moeten we teleurstellen. Voorlopig althans. “Als we een zuinige gsm op de kaart zetten, kan ze dienen als wegwerpbatterij in noodgevallen,” zegt Lee. Zowel de voltage, de stroom als de capaciteit van de batterij zouden nog kunnen worden uitgebreid. Bijvoorbeeld door het materiaal dat dienst doet als elektrode te vervangen.
Lee is ervan overtuigd dat zijn batterij weldra te vinden zal zijn in heel wat medische diagnosekits. “Het doel op lange termijn is dat mensen goedkope wegwerptests kunnen kopen in om het even welke apotheek om de hoek.
