В настоящее время не существует идеального метода для непрерывного обеспечения энергией вживляемых медицинских электронных микросистем. Батареи кардиоводителя, к примеру, подлежат замене раз в восемь лет, что требует сложного и дорогого хирургического вмешательства. Альтернативным вариантом является использование аккумуляторных батарей, но необходимость их подзарядки накладывает на жизнь пациента некоторые ограничения и доставляет неудобства. Существует так же масса новых высокотехнологичных решений, среди которых можно отметить использование пьезогенераторов, использующих движение тела, термоэлектрогенераторов, использующих тепло тела, и даже крошечных турбин, использующих для получения электричества движение крови по сосудам. И сейчас речь тоже пойдет о высокотехнологичном решении, о биологическом топливном элементе, работающем на глюкозе, которая в изобилии содержится в крови человека, и который может вырабатывать электричество сколь угодно долго, используя только ресурсы человеческого организма.

Данная работа проводится группой ученых из Отдела проектирования микросистем (Department of Microsystems Engineering, IMTEK) который является подразделением Фрайбургского университета в Германии. Команда, возглавляемая доктором Свеном Керценмахером (Dr. Sven Kerzenmacher), состоящая из инженеров, химиков и биологов, разрабатывает миниатюрные топливные элементы, превращающие глюкозу в электричество с помощью катализаторов в основе которых находятся благородные металлы, такие как платина. Благородные металлы являются весьма подходящими для использования в имплантируемых системах благодаря их стабильности, низкой окисляемости и тому, что большинство из них не отторгается человеческим организмом.

Такие топливные элементы вырабатывают электричество благодаря тому, что на поверхности катализатора происходит электрохимическая реакция окисления глюкозы, в которой участвует также кислород, находящийся в крови человека. Собственно топливные элементы представляют собой тончайшую пленку, нанесенную прямо на поверхность имплантируемого устройства. Используемые платина и другие благородные металлы не чувствительны к нежелательным для них химическим реакциям, таким как гидролиз и окисление, которые происходят внутри организма человека.

В настоящее время группа доктора Керценмахера реботает над новыми материалами и технологиями, которые позволят улучшить эффективность и производительность топливных элементов, сделать возможным их массовое производство.