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新型纸基生物电池由细菌供电

时间:2018-09-25 06:58 来源: 作者: 点击:

电池出现已有100多年,但时至今日,在某些偏远或资源有限的地区,这种我们惯用的日常用品却还属于奢侈品。而即将在美国化学学会第256届全国会议暨博览会上公布的一项最新成果——一种靠细菌发电的新型纸基生物电池,或许能改变这一状况,给这些地区带来低成本的新型能源

这种新型电池是由美国纽约州立大学的一个研究团队开发的。研究人员在纸的表面印刷薄层金属和其他材料作为基板,然后把冻干的产电菌群放置在纸上,制成纸基生物电池。使用时,只需将水或者唾液涂抹在纸上,几分钟内,这些冻干细菌就会恢复活力,它们在为自己制造能量的同时,产生的电子会穿过细胞膜与外部电极接触,从而为电池供电。

由于纸张会透气,研究人员曾担心细菌产生的电子在到达电极前被氧气吸收,从而影响电池性能。但研究显示,氧气对电池性能的影响很小,因为细菌细胞紧密地附着在纸张纤维上,在氧气介入之前,纤维就已经迅速将电子转移到阳极了。

作为生物传感器材料,纸张具有独特的优势,柔韧性好,表面积大,价格也很低廉。不断创新的结构工程技术,让人们可以控制纸张的纤维直径、平滑度和透明度,为纸在新一代电子产品中的广泛应用奠定了良好基础。而纸基电池因适用性广、生态友好且成本低廉等特性,被普遍看好。研究人员指出,他们研制的新型纸基电池的成本很低,携带方便,可以很容易地整合到一次性电子设备中,虽然尚未达到投入实际应用水平,电池性能还需大幅提升,但这种提升可以通过多个纸电池堆叠、连接来实现。

目前这种一次性电池的保质期约为4个月。研究人员正在想办法提高冻干细菌的存活率和性能,从而延长电池的保质期。

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