Les dispositifs miniaturisés tels que les microcapteurs nécessitent souvent un alimentation tout aussi miniaturisée. Recherche de systèmes adaptés, Des scientifiques japonais ont maintenant développé un dispositif microfluidique entièrement intégré qui produit de l'hydrogène et le convertit en énergie électrique grâce à la photocatalyse. Comme ils le rapportent dans le journal Angewandte Chemie , il fonctionne de manière entièrement autonome et fournit suffisamment d'énergie d'hydrogène pour alimenter un microcapteur pour la transmission de données quotidienne.

La réduction des effectifs a ses défis, en particulier lorsque des systèmes autonomes miniaturisés tels que des applications de laboratoire sur puce ou des microcapteurs sont demandés. Ces systèmes ont souvent besoin de leur propre alimentation électrique, mais les batteries externes sont maladroites et difficiles à intégrer. Comme les systèmes microfluidiques offrent une telle intégration, Takehiko Kitamori et Yuriy Pihosh de l'Université de Tokyo et leurs collègues se concentrent sur les dispositifs microfluidiques, et ils ont conçu un microgénérateur photocatalytique d'hydrogène combustible, combiné à une micro pile à combustible, le tout mis en place sur une puce microfluidique. Ce générateur d'énergie microfluidique est basé sur la lumière solaire et peut alimenter en continu d'autres appareils miniaturisés à température ambiante et à pression atmosphérique, il est réclamé.

Les scientifiques décrivent leur dispositif d'alimentation microfluidique comme un système modulaire installé sur une plate-forme en verre avec les deux modules, le microgénérateur à combustible photocatalytique et la micropile à combustible, étant reliés par un ensemble de micro- et nanocanaux. Les deux modules microfluidiques contiennent un ensemble de « nanocanaux étendus » pour l'échange de protons. La photoanode, à savoir, le photocatalyseur pour le fractionnement de l'eau, est également innovant :il se compose de nanotiges d'oxyde métallique spécialement conçues qui photocatalysent la production d'hydrogène avec une « efficacité record », comme les auteurs l'ont démontré. Les deux gaz, l'oxygène et l'hydrogène produits par la division de l'eau, sont ensuite transportés séparément à travers les microcanaux jusqu'à la micropile à combustible, où l'oxygène, électrons, et les protons se combinent électrochimiquement à l'eau, fournissant l'énergie.

Lorsque l'eau est renvoyée vers le premier module, cette micro alimentation est autonome et ne dépend que de la lumière du soleil. Les scientifiques ont testé l'appareil et ont constaté une production d'hydrogène constante par jour, qui est "l'équivalent de 35 millijoules d'énergie stockée qui suffiraient à alimenter un microcapteur et transmettre des données temporelles pendant 24 heures, " dirent-ils. Pourtant, ils doivent intégrer un ensemble de microréservoirs de stockage de gaz pour éviter la surpression des gaz, mais selon les auteurs, ce problème peut être résolu rapidement.

Les applications suggérées sont les microcapteurs autonomes et les technologies de laboratoire sur puce, ce dernier pouvant réduire l'ensemble des processus de laboratoire, économisant ainsi des matériaux précieux et des coûts énergétiques.