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Diese bakterienbetriebene Batterie könnte Bio-Batterien revolutionieren

Diese bakterienbetriebene Batterie könnte Bio-Batterien revolutionieren

Menschen auf der ganzen Welt durchlaufen jedes Jahr unzählige Packungen Einwegbatterien. Ein neues Gerät könnte diesen Prozess jedoch nicht nur vereinfachen. Es könnte Menschen mit begrenzten Ressourcen Leben retten. Forscher der Binghamton University im Bundesstaat New York entwickelten ein mit Bakterien betriebenes Batterieblatt.

Das Gerät verwendet Chromatographiepapier als Basis. Das Team legte dann ein Silbernitratband unter eine dünne Wachsschicht, um eine Kathode herzustellen. Als nächstes stellten sie ein leitfähiges Polymerreservoir als Anode her. Das Papier wird dann je nach benötigter Ausgabe gefaltet. Nach dem Falten werden einige Tropfen mit Bakterien gefüllte Flüssigkeit hinzugefügt. Die Zellatmung der Bakterien treibt die Batterie selbst an.

[Bildquelle: Seokheun et al. Über ScienceDaily]

Assistenzprofessor Seokheun "Sean" Choi arbeitet in der Abteilung für Elektrotechnik und Informationstechnik. Er ist außerdem Direktor des Labors für Bioelektronik und Mikrosysteme in Binghamton.

"Papertronics hat sich kürzlich als eine einfache und kostengünstige Möglichkeit herausgestellt, Einweg-Diagnosesensoren für den Point-of-Care-Betrieb mit Strom zu versorgen", sagte er. "Eigenständige und autarke Point-of-Care-Geräte auf Papierbasis sind für die Bereitstellung effektiver und lebensrettender Behandlungen in ressourcenbeschränkten Umgebungen von entscheidender Bedeutung."

Das Papierfaltmuster erwies sich als der zeitaufwändigste Teil des Prozesses. Unterschiedliche Muster können die Batterieleistung erheblich verbessern oder verringern.

"Die Vorrichtung erfordert Schichten, die Komponenten wie Anode, Kathode und PEM (Protonenaustauschmembran) enthalten", sagte Choi. "[Die endgültige Batterie] erfordert eine manuelle Montage, und es gibt potenzielle Probleme wie eine Fehlausrichtung der Papierschichten und eine vertikale Diskontinuität zwischen den Schichten, die letztendlich die Stromerzeugung verringern."

In Bezug auf Energie liefert das winzige Papier nicht viel von irgendetwas. Das Team erzeugte 31,51 Mikrowatt bei ungefähr 126 Mikroampere mit sechs gefalteten Batterien in einem bestimmten Aufbau.

In Notsituationen wie Katastrophengebieten oder in der Hitze des Kampfes ist die Energiemenge jedoch nicht die wichtigste. Diese Papierbatterien lösen das Problem der Tragbarkeit. Wenn das Papier genug Energie abgeben kann, um Patientenfunktionen in abgelegenen Gebieten zu überwachen oder lebensrettende Erkennungsgeräte auch nur für kurze Zeit zu betreiben, ist dies erfolgreich.

Choi sagte, die Entwicklung der Papertronics sei weitgehend unberührt geblieben. Er stellte fest, dass die Integration mikrobieller Energiequellen auch leicht verfügbare Quellen für revolutionäre Zwecke nutzen könnte.

"Unter vielen flexiblen und integrativen papierbasierten Batterien mit einem großen Vorteil ist die papierbasierte mikrobielle Brennstoffzellentechnologie wohl die am wenigsten entwickelte", sagte Choi. "Wir freuen uns darüber, weil Mikroorganismen Strom aus jeder Art von biologisch abbaubarer Quelle wie Abwasser gewinnen können, die leicht verfügbar ist. Ich glaube, dass diese Art von Papierbiobatterie eine zukünftige Energiequelle für Papertronics sein kann."

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Über die Binghamton University

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