AFM:細菌/電容器生物-非生物協同能源製備-儲存系統

2021-02-15 學研加

能源生產/儲存系統通常難以聯繫協同工作，有鑑於此，加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校Lior Sepunaru、uillermo C. Bazan等報導了將生物、非生物系統進行協同，通過將自摻雜共軛聚合電解質CPE-K、發電細菌Shewanella oneidensis MR‐1結合起來，從而實現在計時電流法模式中發電（≈150 mA m-2），通過高達80 F g-1的電容器儲存電能。

本文要點：


通過簡單的在電解質中選擇性加入和消除Mg2+，從而實現功能的調控。通過恆電位，恆電流，電化學阻抗譜表徵方法，結合成像、細胞活性測試，展示了共軛聚合電解質CPE-K結構、細菌的變化能夠對系統的性能進行調控，展示了通過細菌生物對產能源、儲能系統的調控。

參考文獻

Yude Su, Samantha R. McCuskey, Dirk Leifert, Alex S. Moreland, Lingyun Zhou, Luana C. Llanes, Ricardo J. Vazquez, Lior Sepunaru*, Guillermo C. Bazan*, A Living Biotic–Abiotic Composite that can Switch Function Between Current Generation and Electrochemical Energy Storage, Adv. Funct. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adfm.202007351

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202007351

加微信群方式：添加編輯微信 18965840059，備註：姓名-單位-研究方向（無備註請恕不通過），由編輯審核後邀請入群。

相關焦點

  • 生物物理所發現亞鐵與多硫協同誘發細菌鐵死亡
    他們發現亞鐵與多硫協同誘發細菌發生鐵死亡的機制並將該機制用於抗菌治療。目前鐵死亡研究主要集中在動物細胞和植物細胞等真核系統中，並受到精確的細胞通路調控，如GPX4，system XC-，p53等。但是原核系統，如細菌等缺少這些通路分子，因此目前尚未發現細菌等可產生鐵死亡。 研究團隊長期從事納米酶的開發及其抗菌應用，聚焦鐵基納米酶的過氧化物酶活性模擬免疫抗菌機制，為克服細菌耐藥性提供新的策略和治療方法。
  • 成都生物所在高溫原位加氫甲烷化製備生物天然氣研究中獲進展
    日前國家能源局印發《關於促進生物天然氣產業化發展的指導意見（徵求意見稿）》。《意見》提出，要統籌可再生能源和天然氣產供儲銷支持政策，將生物天然氣融入大能源，以工業化、市場化方式推動生物天然氣加快發展。根據指導意見，預計從2020年到2030年，生物天然氣產量將從20億立方米增加到300億立方米。
  • 這種以細菌為食的病毒，它模糊了生物與非生物之間的界限
    我們知道，細菌潛伏在世界各地的生態系統中，從溫泉到淡水湖泊和河流，從森林到寒冷的北極圈。在不久前，研究人員發現了其中一些所謂的噬菌體，根據最新的發現，它們是如此龐大而複雜，以至於模糊了生物和非生物之間的界限。那麼什麼是噬菌體呢？簡單來說，是感染細菌的特別的一種病毒。噬菌體和其他病毒不能被認為是活的有機體，是因為沒有細胞機制，以及沒有另一個有機體的幫助，它們就無法進行生物過程。
  • 楊梅也能拿來製備高性能超級電容器?溫大教授做到了
    超級電容器是一種能夠快速儲存和釋放能量的儲能器件，其輸出功率是一般蓄電池的數十倍，充電時間以秒、分鐘為單位，同時相對於鋰電池而言實用壽命更長，將它與蓄電池組合起來，就會成為一個兼有高比功率輸出的貯能系統。據介紹，該實驗採用簡單製備Fe2O3/FeS修飾N,S-共摻雜層狀多孔碳材料的方法，以生物質楊梅為前驅，通過調控楊梅與硫酸鐵之間的水熱反應，可以控制其微觀結構及組成。
  • 一步法製備貴金屬/石墨烯基柔性生物傳感器
    多孔結構的三維石墨烯具有大表面積、好的生物形容相容性和極好的導電性，可以廣泛地應用於能源器件、催化、分離和傳感等。三維石墨烯可以通過自組裝、模板法和直接沉積等方法製備。最近，一種新型的方法被報導，可以通過雷射直寫技術直接在聚醯亞胺的基底上來合成三維結構的石墨烯。
  • "生物電池"的電極列印
    "生物電池"的電極列印紐約州立大學賓漢姆頓分校的研究人員使用多材料印表機來列印"生物電池"的電極。就像你的神經元一樣，某些細菌消耗葡萄糖並產生可以儲存和使用的電壓，就像任何電池一樣。關鍵是製造出陽極和陰極，這樣電力就可以被輸送出去使用。
  • 我國科學家製備出高比能柔性固態鋰離子電容器製備技術
    此外，這些特殊工藝還無法與當前商業化電池/超級電容器的生產過程相兼容，較難實現規模化製備。>近日，中國科學院電工研究所研究員馬衍偉研究團隊在高性能柔性儲能器件製備技術研究中取得進展，通過從材料到器件的協同創新設計，開發出高比能柔性固態鋰離子電容器的規模化製備技術
  • 美國10家著名能源企業及其前沿科技介紹
    但參加由美國能源部門分支機構ARPA-E召開的能源革新峰會的與會者卻不這樣認為，他們不僅僅希望對為美國電力提供支持的能源利用系統進行革新，而且希望重塑整體的能源利用系統。這些參加能源革新峰會的與會者認為，現有的美國電力系統整體需要技術革新，從傳輸電力的電線到製造電力過程中廢棄熱產品所有這些都需要技術革新。目前，美國境內有十家能源再造公司及其研發的能源再造技術值得人們去關注。
  • 葉綠素和細菌葉綠素蛋白質系統,可以協同工作以實現太陽能轉化
    科學家們首次能夠構建同時使用葉綠素和細菌葉綠素的單一蛋白質系統，並證明了這兩種色素系統可以協同工作以實現太陽能轉化第一種來自「產氧」光合生物-植物，藻類和藍細菌-含有葉綠素作為其主要光合色素，並產生氧氣作為該過程的廢物。第二種來自「抗生」生物，即含有細菌葉綠素作為其主要光合色素的細菌。 「我們已經將來自光合作用領域非常不同的這兩種蛋白質組裝成一個單一的生物光系統，從而可以擴大太陽能的收集。」 我們還證明了該系統可以與人造電極連接，以實現擴展的太陽能到電能的轉換。」
  • 糧食系統溫室氣體排放、生物能源、食譜結構改變
    《氣候變化與土地》特別報告力圖將氣候變化的物理基礎、影響和應對作為一個有機整體，通過評估氣候變化與陸面過程和土地利用之間的相關作用，為協同應對氣候變化和開展可持續土地管理提供科學依據。但在報告審議過程中，各國政府代表對糧食系統的溫室氣體排放、生物能源、食譜結構改變等相關評估結論產生了較大爭議，是整個報告評審進程中耗時較長的熱點問題。
  • 柔性電子用微型超級電容器驅動的集成系統研究獲進展
    近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組研究員吳忠帥團隊，與澳大利亞迪肯大學研究員類偉巍團隊合作，撰寫了面向柔性電子應用的微型超級電容器驅動一體化的集成系統（Micro-supercapacitors Powered Integrated System
  • 研究發現亞鐵與多硫協同誘發細菌鐵死亡
    目前鐵死亡研究主要集中在動物細胞和植物細胞等真核系統中，並受到精確的細胞通路調控，如GPX4，system XC-，p53等。但是原核系統，如細菌等缺少這些通路分子，因此目前尚未發現細菌等可產生鐵死亡。研究團隊長期從事納米酶的開發及其抗菌應用，聚焦鐵基納米酶的過氧化物酶活性模擬免疫抗菌機制，為克服細菌耐藥性提供新的策略和治療方法。
  • 小桐子生物柴油製備研究取得進展
    近日發生的日本核洩漏事件所帶來的不良影響，更讓人體會到生物能源的優勢。 然而，傳統化學法採用的液體酸鹼法，其生產過程複雜、腐蝕設備，並存在催化劑難回收、副產甘油精製困難、後續處理產生大量廢水等問題。於是，尋求活性穩定、可回收和重複利用的新型催化劑和開發綠色催化工藝成為近年來的熱點研究方向。
  • 亞鐵與多硫協同誘發細菌鐵死亡及抗菌應用
    近日，中國科學院生物物理研究所/中科院納米酶工程實驗室高利增課題組等以Nano-decocted ferrous polysulfide coordinates ferroptosis-like death in bacteria for anti-infection therapy為題在Nano Today上發表研究論文稱，他們發現亞鐵與多硫協同誘發細菌發生鐵死亡的機制並將該機制用於抗菌治療
  • 生物燃料電池可以存儲能量?!
    研究人員一直在不斷的研發能夠通過生物過程發電的各種生物電池，但大多數生物電池都無法產生和儲存大量的能量。
  • 大連化物所綜述——柔性電子用微型超級電容器驅動集成系統
    近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組研究員吳忠帥團隊，與澳大利亞迪肯大學研究員類偉巍團隊合作，撰寫了面向柔性電子應用的微型超級電容器驅動一體化的集成系統（Micro-supercapacitors Powered Integrated
  • EUBCE: 生物能源在從化石燃料的過渡以及使全球能源系統向碳中和...
    【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】生物能源在從化石燃料的過渡以及使全球能源系統向碳中和發展具有重要作用Ir.Luc PelkmansTechnical Coordinator - IEA Bioenergy TCP有各種類型的生物能源現在可供使用，並且可以整合到現有基礎設施中；生物基燃料和中間體是可存儲的，適用於不同部門（運輸，熱力，電力），並且可以靈活地將生物質/生物能重新定向到難以電氣化的部門，如工業中的長途運輸或高溫熱； 與碳捕獲和儲存結合使用時
  • 蘇黎世聯邦理工《AFM》：透明，柔性薄膜超級電容器和混合超級電容器的微成型方法
    然而，由於網絡結構的隨機性，在進行堆疊製備超級電容器後，器件的透光率嚴重下降。當採用光刻與電沉積的方法製備結構規整的透明電極時，由於活性材料僅能沉積在金的周圍，不可避免的對器件總體透明的產生了影響。因此，需要發展一種應用範圍廣泛的微成型方法，對超級電容器的集流體和活性材料的透明度同時進行優化。
  • 生物大分子製備的前處理
    生物大分子製備的前處理生物大分子製備的前處理(生物材料的選擇、細胞破碎、生物大分子的提取）1 生物材料的選擇 製備生物大分子，首先要選擇適當的生物材料。材料的來源無非是動物、植物和微生物及其代謝產物。
  • Crispr技術基因敲除細菌-源井生物
    ）靶基因插入和敲除，目的是進行細菌修飾。在大約40％的細菌基因組序列和90％的古細菌序列中發現CRISPR。通過CRISPR-Cas9系統在基因敲除大腸桿菌中進行多次基因編輯工業上有用的微生物的構建需要有效的基因組規模的編輯工具。