细菌数周在新型生物电池发电的交互

随着我们的技术需求的增长和互联网越来越多地将我们的设备和传感器连接在一起的东西,弄清楚如何在偏远地区提供电力已成为拓展的研究领域。

崔教授Seokheun“肖恩”——一个教员电子与计算机工程系宾厄姆顿大学托马斯·沃森工程和应用科学学院多年来一直工作在生物电池,发电通过细菌的相互作用。

他所遇到的一个问题:电池寿命有限的几个小时。在某些情况下,可能是有用的,但不是任何类型的长期监测在偏远地区。

在一项新的研究发表在《能源杂志和支持海军研究办公室的510000美元的赠款,崔和他的合作者已经开发出一种“即插即用”生物电池,每次持续几周,可以堆叠来提高输出电压和电流。研究的合著者从崔的生物电子学和微系统实验室:当前博士生安瓦尔Elhadad,林和刘博士20(现在西雅图太平洋大学助理教授)。

崔之前的电池两个细菌相互作用生成所需的力量,但这个新的迭代使用三个细菌在不同垂直腔:“光合细菌产生有机食品,将被用作其他细菌细胞的营养。底部是发电的细菌,中间的细菌会产生一些化学物质来改善电子转移。”

最具挑战性的物联网应用,崔认为,将无线传感器网络部署远程无人值守和恶劣的环境。这些传感器将远离电网,很难达到取代传统电池一旦他们跑。因为这些网络将允许连接世界的每一个角落,权力自治是最关键的要求。

“现在,我们正处于5 g,并在未来10年我相信这将是6克,”他说。“人工智能,我们将有一个巨大的数量的聪明,独立,不间断的极其微小的平台上的设备。你怎么这些小型设备供电?最具挑战性的应用程序将设备部署在无人值守的环境。我们不能去那里更换电池,所以我们需要小型能量收割机”

崔比较这些新生物电池——测量3厘米×3厘米平方——乐高积木可以组合和重新配置以多种方式取决于传感器的电气输出或设备的需求。

他希望通过进一步的研究改进中是创建一个包,可以漂浮在水和自动执行自愈修复损伤发生在严酷的环境下。

“我的最终目标是使它非常小,”他说。“我们称之为“智能尘埃”,两个细菌细胞能产生力量,足以运行它。然后我们可以把它洒在我们需要的地方。”

参考:刘Elhadad, L,崔s .即插即用模块与微生物协会生物电池。j .电源。2022;535:231487。doi:10.1016 / j.jpowsour.2022.231487

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