Istraživači u Japanu razvili su mikroreaktor veličine dlana s gorivnim ćelijama na čvrsti oksid (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC). Prema Institutu za znanost u Tokiju, prijenosni reaktor može napajati uređaje s visokom potražnjom na rubu mreže poput dronova, robota i hardvera umjetne inteligencije.

Gorivne ćelije na čvrsti oksid smatra se izvorima prijenosne energije sljedeće generacije. Ove ćelije nude gustoću energije do četiri puta veću od konvencionalnih litij-ionskih baterija.

Pretvaraju goriva bogata vodikom izravno u električnu energiju putem elektrokemijskog procesa, postižući visoku učinkovitost uz minimalan gubitak energije. Ali, ta tehnologija obično radi na 600°C. 

Integracija SOFC-a u malu elektroniku je zahtjevna jer velika temperaturna razlika između vruće unutrašnjosti i hladne vanjštine stvara toplinsko naprezanje, zbog kojeg dolazi do pucanja, što uređaje čini nepouzdanima i nesigurnima za ručnu upotrebu.

Novi mikroreaktor rješava ovaj problem topline dizajnom "skele". Tim je koristio specijaliziranu keramiku - itrijom stabilizirani cirkonij (YSZ). Umjesto čvrstog bloka, izradili su fleksibilnu, konzolnu strukturu kako bi se smanjila toplinska vodljivost.

Skela služi kao zaštitno kućište za gorivu ćeliju, integrirajući mikrokanale za protok goriva i vode. Ovu strukturnu inovaciju nadopunjuje lagani, višeslojni izolacijski sustav koji učinkovito zadržava toplinu unutar jezgre.

Zajedno, ove značajke minimiziraju toplinsku vodljivost i zračenje, osiguravajući zadržavanje strukturne čvrstoće uređaja, uz istovremenu izolaciju visoke unutarnje temperature od vanjskog okruženja.

U usporedbi s industrijskim SOFC-ima, kojima je potrebno 30 minuta za zagrijavanje, ovaj mikroreaktor postiže svoju radnu temperaturu 600 °C unutar pet minuta od hladnog pokretanja. Uz pomoć ove tehnologije dronovi bi mogli satima ostati u zraku, a prijenosni hardver umjetne inteligencije dobiti konzistentan izvor energije potrebne za intenzivno računanje u stvarnom vremenu.

Ako je izolacija uređaja oštećena ili probušena, sustav gubi toplinu tako brzo da padne ispod praga paljenja vodika unutar pet minuta. Ovo brzo hlađenje djeluje kao pasivna zaštita od kvara, automatski neutralizirajući opasnosti od požara dovođenjem reaktora na sigurnu temperaturu.

Rezultati istraživanja su objavljeni u časopisu Microsystems & Nanoengineering.