美国纽约州立大学宾汉姆顿分校(Binghamton University)的研究人员开发出一种小尺寸且低成本的微生物燃料电池(MFC),只需滴入几滴废水就能发电。

宾汉姆顿大学电子与计算机工程系助理教授Seokheun “Sean” Choi指出,这种可折迭的微生物燃料电池可用于为生物传感器供电,以及为极具挑战的现场情况下用的其他小型设备供电。继去年发表的折纸电池早期原型后,Choi和其他两名学生连手开发出这款尺寸为6cm的模块。 20160616 star NP01P1 “上一次开发的折纸电池原型已经过概念验证,其功率密度也达到了纳瓦(nanowatt)范围;而这一次,我们把它提升到微瓦级(microwatt)范围,甚至能够让LED持续照亮约20分钟或为其他类型的生物传感器供电。”

这种电池可让开发中国家用于更复杂先进的荧光灯或电化学生物传感器,他说:“在这些领域中使用商用电池太浪费了,而且也十分昂贵。最终,我想开发出实时且可抛弃式生物电池,以便用于资源有限的地区。”

新的设计可折迭成像“忍者飞镖”一样具有中央入口的星形,“飞镖”的每一角都有电触点。滴入几滴含有微生物的(细菌)脏水于中央入口后,该装置就可被展开成为类似飞盘般的环状,让8个燃料电池彼此连接以提高电力输出,同时使所有的气态阴极暴露于空气中。每个模块都夹有5个功能层,包括本身的阳极、质子交换薄膜与气态阴极,让含有微生物(细菌)的脏水可在纸层中透过图案化流体路径传送至每一模块。 061016-ninja-star-battery-gif

Choi在去年发表其火柴盒大小的原型电池,成本只需5美分。这款新的“忍者折纸飞镖”设备成本也不高——大约为70美分,电池阳极使用了碳布以及铜带。研究团队的下一个目标是开发完全用纸打造的设备,并兼具新设计的功率密度以及低成本优势。

编译:Susan Hong

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