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“细菌电池”藏在纺织物上

   纽约宾汉顿大学团队最近又开发出新的生物电池,这一次是基于可以任意拉伸的纺织品上,而电力驱动来自细菌在分子之间交换电子的行为,你的唾液、汗水都是细菌发电的营养来源。

  一年前,这个由宾汉顿大学电子与资讯工程学助理教授Seokheun Choi领导的团队已推出过一种纸质生物电池,可多次摺叠而不影响发电,且电池功率还会随摺叠程度不同而改变。

  最近,团队改良之后发布了更新的“纺织生物电池”,在重复拉伸、扭转测试中也拥有稳定的发电能力。生物燃料电池(biological fuel cell)是一种基于生物电化学的电池系统,使用自然界细菌及织物上的仿真细菌交互作用来产生电流启动化学反应。简单说,就是利用细菌来触发还原/氧化反应,从而在分子之间交换电子来发电。

  在之前,Seokheun Choi已经用脏水、唾液来测试细菌的发电能力,只是生物电池在穿戴式电子产品上的应用非常不发达,因为细菌可能会引起健康问题。

  但Seokheun Choi认为,人体内的细菌数量比细胞还多,如果不作为资源利用实在太浪费了,因此他的最新打算瞄准了人体的自然分泌物:汗水,将其中一种称为“绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)”的细菌作为生物催化剂,由此产生的设备最大功率输出达6.4μW/cm2,电流密度为52μA/cm2,与其他柔性纸质微生物燃料电池相似。

  《New Atlas》报导,所有的电池部件都被整合到单片织物中,阳极和阴极之间没有隔离膜。阳极室被设计成亲水性以导电,可从汗水中的细菌获取电力,阴极则使用氧化银和氧化还原反应做为纺织电子产品的固态材料。

  与传统电池或其他酶燃料电池相比,微生物燃料电池可以成为可穿戴电子产品的最佳电源,因为不断分泌的汗水是支持细菌活力的潜在燃料,提供稳定的酶促反应、让微生物燃料电池可以长期运作,也就是说,未来你的衣服或袜子可在吸取你的汗水同时为穿戴式仪器供电,随时监测相关锻炼成果。

  这篇论文发布在《Advanced Energy Materials》期刊上。

(来源:中国纺织网)

 

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