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科学家在单张纸上制造细菌动力电池

我们可能会在将来通过这些产品获得它们,而不是按包装订购电池。纽约州立大学宾厄姆顿大学的研究人员在一张可以为一次性电子设备供电的纸上创造了一种由细菌驱动的电池。制造技术减少了制造时间和成本,并且该设计可以彻底改变生物电池作为远程,危险和资源有限区域的电源的使用。

科学家在单张纸上制造细菌动力电池

“Papertronics最近成为一种简单且低成本的方式来为一次性即时诊疗传感器提供动力,”Seokheun助理教授Sean“Choi说道,他是Thomas J. Watson学院电气和计算机工程系的一员。工程与应用科学。他还是宾厄姆顿生物电子和微系统实验室的主任。

“在资源有限的环境中,独立和自我维持,纸质的护理点设备对于提供有效和挽救生命的治疗至关重要,”Choi说。

作为该论文的共同作者,Choi和PhD候选人杨高在一张色谱纸的一半上,在一层薄薄的蜡下面放了一条硝酸银带,形成一个阴极。然后,该对在纸的另一半上由导电聚合物制成储存器,其充当阳极。一旦正确折叠并添加几滴充满细菌的液体,微生物的细胞呼吸就会为电池供电。

“该设备需要层来包括组件,例如阳极,阴极和PEM(质子交换膜),”Choi说。“[最终电池]需要手动装配,并且存在潜在的问题,例如纸层错位和层间垂直不连续,最终会减少发电量。”

不同的折叠和堆叠方法可以显着提高功率和电流输出。科学家能够在125.53微安下产生31.51微瓦,其中六个电池为三个并联系列,44.85微瓦为105.89微安,采用6x6配置。

需要数百万纸电池才能为普通的40瓦灯泡供电,但在战场或灾难情况下,可用性和便携性至关重要。此外,还有足够的能力运行生物传感器,可监测糖尿病患者的血糖水平,检测体内病原体或执行其他挽救生命的功能。

“在许多具有较大上升空间的柔性和一体化纸质电池中,基于纸张的微生物燃料电池技术可以说是最不发达的,”Choi说。“我们对此感到很兴奋,因为微生物可以从任何类型的可生物降解的来源(如废水)中获取电力,这些来源很容易获得。我相信这种类型的纸生物电池可以成为未来的电力来源。”

这项创新是Choi纸电池开发的最新举措。他的团队在2015年开发了第一个纸质原型,这是一种可折叠的电池,看起来很像火柴盒。今年早些时候,他们推出了一款受到忍者投掷明星启发的设计。

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