自我维持的细菌燃料动力电池创造

2019-02-12 08:46:37
来源:

自持式细菌燃料电池可以为未来提供动力,而不是石油,煤炭,甚至是太阳能。

纽约州立大学宾汉姆顿大学的研究人员利用第一个微尺度自持细胞开发了微生物燃料电池(MFCs)的下一步,该细胞通过两种细菌的​​共生相互作用连续生成13天。

“这种通过协同合作创造电力的概念并不新鲜。但是,大部分工作仍处于初期阶段,”宾厄姆顿大学电气与计算机科学助理教授Seokheun Choi说,他是“自我”的共同作者之一。 - 利用异养和光合细菌的共培养,在微型微生物燃料电池中产生太阳能驱动的生物电,“与博士候选人林柳一起。

“这项技术的发展需要进一步探索,但我们第一次在微尺度设备中实现了这一概念,”Choi说。

在一个大约五分之一茶匙大小 - 90微升的细胞室中,研究人员放置了光养和异养细菌的混合培养物。光养细菌利用阳光,二氧化碳和水来制造自己的能量,而异养细菌必须“提供”所提供的有机物质或光养细菌才能生存 - 想想在草地上放牧的奶牛。

当细胞暴露于阳光下时,向室中加入初始剂量的“食物”以刺激异养细菌的生长。通过细胞呼吸,异养细菌产生二氧化碳废物,光养细菌用它来启动共生循环。

在该周期建立之后,研究人员停止为嗜异性细菌添加额外的“食物”来源,并且有足够的光养细菌来维持嗜异性细菌的代谢过程。这些代谢过程产生电流 - 每平方厘米8微安的细胞 - 连续13天。功率比仅由光养细菌产生的电流大约70倍。

“基于异养细菌的燃料电池产生更高的能量,而光合微生物燃料电池提供自我可持续性。这是两个世界中最好的,迄今为止,”Choi说。

这一突破很有希望,但它是细菌产生能量发展的早期步骤。总的来说,电池的微型尺寸允许短的启动时间和小的电阻来克服。然而,一台普通的42英寸高清电视需要大约半安培的电流才能发挥作用,从理论上讲,这需要大约62,500个电池来实验。实际上,这些电池将用于在偏远或危险的地方提供电力。低功耗项目,如健康监视器和基础设施诊断传感器。

“使用这种技术存在一些挑战,”Choi说。“平衡微生物的生长以最大化设备性能,以及确保这个封闭系统永久发电而无需额外维护的需求是我们发现的两个。需要长期实验。”

目前的工作是Choi开展的一系列电池相关和基于微生物的功率研究中的最新成果。去年春天,研究人员首次将九个生物太阳能(生物太阳能)细胞连接到一个可用的生物太阳能电池板上。该实验中使用的细菌是光养的。该小组产生了任何现有小规模生物太阳能电池的最大瓦数:5.59微瓦。Choi还开发了一种折纸式微生物纸电池,一种可以使用人体唾液作为电源的微生物电池,可以印在纸上的电池和受日本忍者投掷星星启发的电池设计。

声明:本站系本网编辑转载,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间删除内容!
热门文章
头条推荐