Mikrobiyal yakıt hücresi tabanlı kendi kendine güç veren biyosensör yapımı

Kolay taşınma özelliği ve yerinde izleme sağlama olanakları nedeniyle mikrobiyal yakıt hücreleri biyosensör uygulamalarında rağbet gören elektrokimyasal cihazlardır. Bu cihazlar, elektrik enerjisini organik veya inorganik maddelerden üretebilmektedir. Bu çalışmada, günlük hayatta kolay erişilebilen bir mikroorganizma örneği olan maya mantarlarının, su ve şeker ortamında biyolojik olarak faaliyet göstermesinin olanaklı olduğu bilindiği için bu malzemeleri içeren ortamların organik maddelerin ayrışmasına olanak tanıyarak MYH'lerde elektrik enerjisi üretebilmesi prensibi benimsenmiştir. Bu çalışmada, distile su içerisine; sakaroz, maya mantarı ve sakaroz-maya mantarı ilave edilerek hazırlanan mikrobiyal yakıt hücreleri sırasıyla MYH-1, MYH-2 ve MYH-3 olarak adlandırılmıştır. Bu mikrobiyal yakıt hücreleri iki elektrotlu elektrokimyasal hücre ve üç elektrotlu elektrokimyasal hücre yapılandırmaları altında açık devre voltajı ve doğrusal tarama voltametrisi teknikleri ile test edilmiştir. Sonuçlar, üç elektrotlu elektrokimyasal hücre yapılandırması altında MYH-3 örneklerinin ürettikleri güç yoğunluğunun 4250 mW/m2 seviyelerine dayandığını göstermiştir. Bu güç yoğunluğu, bu çalışmada üretilen en yüksek güç yoğunluğu değeridir. MYH-3 örnekleri seri bağlanarak 10 V açık devre voltajı elde edildikten sonra UC 3843 ve BQ 25570 entegre kontrolör çiplerinin bulunduğu DC/DC dönüştürücüler tasarlanmış ve biyosensör uygulamalarında kullanımı araştırılmıştır. Araştırmanın sonuçlarına göre, UC 3843 entegre kontrolör çipinin bulunduğu DC/DC dönüştürücü sayesinde MYH-3 örneklerindeki maya mantarı mikroorganizmasının elektrokimyasal aktivitesini anlık izleyebilen, kendi kendine güç veren bir biyosensör başarıyla tasarlanmıştır. MYH-3 örneklerinin geleneksel güç kaynağı, bilgi işleme birimleri, aktüatörler ve sensörler olarak daha etkin kullanılabilmesi için büyük potansiyel sunduğu kanaatine varılmıştır.