I dispositivi miniaturizzati come i microsensori richiedono spesso un'unità indipendente, alimentatore ugualmente miniaturizzato. Ricerca di sistemi idonei, Gli scienziati giapponesi hanno ora sviluppato un dispositivo microfluidico completamente integrato che produce combustibile a idrogeno e lo converte in energia elettrica basata sulla fotocatalisi. Come riportano sul giornale Angewandte Chemie , funziona in modo completamente autonomo e fornisce energia di idrogeno sufficiente per alimentare un microsensore per la trasmissione quotidiana dei dati.

Il ridimensionamento ha le sue sfide, soprattutto quando sono richiesti sistemi autonomi miniaturizzati come applicazioni lab-on-a-chip o microsensori. Questi sistemi spesso necessitano di un proprio alimentatore, ma le batterie esterne sono goffe e difficili da integrare. Poiché i sistemi microfluidici offrono tale integrazione, Takehiko Kitamori e Yuriy Pihosh dell'Università di Tokyo e i loro colleghi si concentrano sui dispositivi microfluidici, e hanno progettato un microgeneratore fotocatalitico di combustibile a idrogeno, combinato con una micro cella a combustibile, tutto impostato su un chip microfluidico. Questo generatore di corrente microfluidico si basa sulla luce solare e può fornire alimentazione continua ad altri dispositivi miniaturizzati a temperatura ambiente e a pressione atmosferica, Si sostiene.

Gli scienziati descrivono il loro dispositivo di alimentazione microfluidica come un sistema modulare impostato su una piattaforma di vetro con i due moduli, il microgeneratore a combustibile fotocatalitico e la microcella a combustibile, essere collegati da una serie di micro e nanocanali. Entrambi i moduli microfluidici contengono una serie di "nanocanali estesi" per lo scambio protonico:gli autori sostengono che questi ENC forniscono un'eccellente conduttanza protonica e consentono un viaggio protonico molto più veloce rispetto alle convenzionali membrane a scambio protonico Nafion. Il fotoanodo, vale a dire, il fotocatalizzatore per la scissione dell'acqua, è anche innovativo:è costituito da nanotubi di ossido di metallo appositamente progettati che fotocatalizzano la produzione di idrogeno con "efficienza record", come hanno dimostrato gli autori. Entrambi i gas, ossigeno e idrogeno prodotti dalla scissione dell'acqua, vengono quindi trasportati separatamente attraverso i microcanali alla micro cella a combustibile, dove l'ossigeno, elettroni, e i protoni si combinano elettrochimicamente con l'acqua, fornendo l'energia.

Quando l'acqua viene ricircolata al primo modulo, questo micro alimentatore è autosufficiente e dipende solo dalla luce solare. Gli scienziati hanno testato il dispositivo e hanno trovato una produzione di idrogeno costante al giorno, che è "equivalente a 35 millijoule di energia immagazzinata che sarebbe sufficiente per alimentare un microsensore e trasmettere dati temporali durante 24 ore, " hanno detto. Eppure, devono integrare una serie di microserbatoi per lo stoccaggio del gas per evitare sovrapressioni dei gas, ma secondo gli autori, questo problema può essere risolto rapidamente.

Le applicazioni suggerite sono microsensori autonomi e tecnologie lab-on-a-chip, quest'ultimo può ridimensionare interi processi di laboratorio, risparmiando così materiale prezioso e costi energetici.