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微生物驱动的纸质生物电池

来源:中国生物技术网 2017-01-12 10:43

  无处不在的微生物遍及我们体内、土壤、水、垃圾和空气中。为了填饱肚子,他们会从环境中收集电子然后再将它们排泄出去。

  许多科学家已经找到了如何捕捉这些电子,并将它们制成电源的方法。但来自美国纽约州立大学生物电子和微系统实验室的助理教授Seokheun "Sean" Choi说,他们已经找到如何用纸完成这件事的方法。

  他的可折叠的纸质电池是生物燃料电池,可以支持小型生物传感器的运行。由于它是用纸制成的,所以该设备成本低廉和易处理的特点。因它的发电物质是微生物,所以无论何时何地使用都能产出电。

  Choi说道:“理论上讲,微生物无处不在,我甚至认为细菌电池可以在资源有限的环境中使用。”

  这意味着你可以在灾区、战场或在贫困地区的诊所等地方使用。

  从根本上说,Choi的生物电池有两个主要部件:一个阳极和一个阴极。阳极通常是电子的来源,形成一个向阴极流动的电流。

  在这个电池中,Choi将阳极放置在纸张的一侧,这张纸中充满了微生物并且放置在装满了导电聚合物的容器中。纸的另一面是阴极,表面涂着一层薄蜡,薄蜡下面是带状硝酸银。

  通过折叠纸张,两极接触,微生物体内的电子从正极释放出来形成电流。折叠纸张的方式不同,电流的输出形式也不太。例如,以手风琴的形状折叠有微生物相互接触了6次,就形成了44.85微瓦特105.89微安培的电流。

  Choi承认,产生的能量很少。研究早期,他第一次提出开发纸制电子产品时他曾怀疑这些产品能有什么用。后来,当他意识到类似生物传感器用来检测病原体或监控血糖水平的设备并不需要太多的能源。

  他说:“现在,这种电池使用的是废水,但这种电池可以使用任何液体,如血液、汗液、尿液、唾液。”

  这并不是Choi开发的第一款纸质电池。今年早些时候,他的团队提出了一款造型为忍者星的电池。

忍者星电池

  而现在这款纸电池是升级版。他说:“这是升级版,你不需要很多层纸,所有的零件都集中到一张纸上。”

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