微生物驅動的紙質生物電池

2020-11-24 生物谷

　　無處不在的微生物遍及我們體內、土壤、水、垃圾和空氣中。為了填飽肚子，他們會從環境中收集電子然後再將它們排洩出去。

　　許多科學家已經找到了如何捕捉這些電子，並將它們製成電源的方法。但來自美國紐約州立大學生物電子和微系統實驗室的助理教授Seokheun "Sean" Choi說，他們已經找到如何用紙完成這件事的方法。

　　他的可摺疊的紙質電池是生物燃料電池，可以支持小型生物傳感器的運行。由於它是用紙製成的，所以該設備成本低廉和易處理的特點。因它的發電物質是微生物，所以無論何時何地使用都能產出電。

　　Choi說道：「理論上講，微生物無處不在，我甚至認為細菌電池可以在資源有限的環境中使用。」

　　這意味著你可以在災區、戰場或在貧困地區的診所等地方使用。

　　從根本上說，Choi的生物電池有兩個主要部件：一個陽極和一個陰極。陽極通常是電子的來源，形成一個向陰極流動的電流。

　　在這個電池中，Choi將陽極放置在紙張的一側，這張紙中充滿了微生物並且放置在裝滿了導電聚合物的容器中。紙的另一面是陰極，表面塗著一層薄蠟，薄蠟下面是帶狀硝酸銀。

　　通過摺疊紙張，兩極接觸，微生物體內的電子從正極釋放出來形成電流。摺疊紙張的方式不同，電流的輸出形式也不太。例如，以手風琴的形狀摺疊有微生物相互接觸了6次，就形成了44.85微瓦特105.89微安培的電流。

　　Choi承認，產生的能量很少。研究早期，他第一次提出開發紙制電子產品時他曾懷疑這些產品能有什麼用。後來，當他意識到類似生物傳感器用來檢測病原體或監控血糖水平的設備並不需要太多的能源。

　　他說：「現在，這種電池使用的是廢水，但這種電池可以使用任何液體，如血液、汗液、尿液、唾液。」

　　這並不是Choi開發的第一款紙質電池。今年早些時候，他的團隊提出了一款造型為忍者星的電池。

忍者星電池

　　而現在這款紙電池是升級版。他說：「這是升級版，你不需要很多層紙，所有的零件都集中到一張紙上。」

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