ИСТИНА

Биотопливные элементы – в недавнее время получившая большую популярность по всему миру перспективная область развития альтернативной энергетики. Создание безопасных и стабильных биоэлектрокаталитических систем является одной из наиболее актуальных задач ближайшего будущего. Данный проект предполагает ведение работ по созданию лабораторного макета ячейки биотопливного элемента, базирующихся на фундаментальных электрохимических и структурных исследованиях, полученных в рамках выполнения проекта. Вместе с тем авторы проекта намереваются разработать математическую модель, достоверно описывающую протекающие внутри биотопливного элемента процессы и явления с целью оптимизации структуры устройства, предсказания его характеристик и сокращения нагрузки на экспериментальные методы разработки и конструирования подобных систем. Полученная в результате исследования информация будет использована для создания анодов, катодов и макетов ячеек биотопливного элемента с оптимальной архитектурой и характеристиками, соответствующему мировому уровню. При успешном выполнении проекта будут созданы все предпосылки для развития области имплантируемых устройств, питаемых за счет энергии биотопливных элементов, а также вживляемых биосенсоров.

Ожидаемые научные результаты к концу выполнения проекта: К концу проекта будут проведены фундаментальные исследования процессов и явлений, протекающих внутри БТЭ. Будет создан лабораторный макет оптимальной и наиболее простой конструкции ячейки БТЭ с катализаторами катода и анода на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы с наилучшими выходными характеристиками по току и напряжению. Также будет разработана математическая модель БТЭ, способная предсказывать выходные характеристики БТЭ на основе изученных ферментов, а также адаптированная для проведения расчета других БТЭ. Ожидаемые результаты к концу 2016 года: К концу 2016 года будут проведены лабораторные исследования фермента глюкозодегидрогеназы в реакции электроокисления глюкозы, исследованы наиболее подходящие УМ и способы иммобилизации, изучены и установлены наиболее оптимальные условия функционирования катода на основе данного фермента. Такие исследования ранее не проводились. Также планируется завершить работы по программной реализации адсорбционного расчета разработанного ранее алгоритма и на основании имеющихся экспериментальных данных определить корректность полученных расчетов. В случае его адекватности имеющимся данным, на основе математического расчета будет произведено предсказание характеристик УМ, наиболее пригодных для иммобилизации того или иного фермента. Авторам проекта не встречались подобные работы. Кроме того планируется создать математическое описание для полуэлементов на основе лакказы и глюкозодегидрогеназы.