新型生物电池利用细菌的相互作用来发电，可以持续数周

生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏

生物通首页 > 今日动态 > 正文

【字体：大中小】 时间：2022年06月29日 来源：Journal of Power Sources

编辑推荐：

　　宾厄姆顿大学和纽约州立大学的研究人员开发了一种“即插即用”生物电池，一次可以持续数周，并可以堆叠以提高输出电压和电流。Choi说：“我的最终目标是把它做得非常小，”他说。“我们称之为‘智能灰尘’，几个细菌细胞就能产生足够的能量来操作它。然后我们可以把它撒在需要的地方。”

宾厄姆顿，纽约州立大学的研究人员开发了一种“即插即用”生物电池，一次可以持续数周，并可以堆叠以提高输出电压和电流。

随着我们技术需求的增长，以及物联网越来越多地将我们的设备和传感器连接在一起，研究如何在偏远地区提供电力已经成为一个不断扩大的研究领域。

Seokheun“Sean”Choi教授是宾厄姆顿大学Thomas J. Watson工程与应用科学学院电气与计算机工程系的一名教员，多年来一直致力于通过细菌相互作用产生电能的生物电池的研究。

他遇到的一个问题是:电池的寿命只有几个小时。这在某些情况下可能是有用的，但对任何远程位置的长期监测来说都是无用的。

在一项发表在《电源杂志》(Journal of Power Sources)上的新研究中，Choi和他的合作者获得了海军研究办公室(Office of Naval Research) 51万美元的资助，他们开发了一种“即插即用”生物电池，这种电池一次可以持续使用数周，可以堆叠起来提高输出电压和电流。这项研究的共同作者来自Choi的生物电子和微系统实验室:现任博士生Anwar Elhadad和20岁的博士生Lin Liu(现在是西雅图太平洋大学的助理教授)。

Choi之前的电池有两个细菌相互作用产生所需的电力，但这次的新迭代使用三个细菌在单独的垂直室:“一个光合细菌产生有机食物，将被用作下面其他细菌细胞的营养物质。底部是产电的细菌，中间的细菌会产生一些化学物质来改善电子传递。”

Choi认为，物联网最具挑战性的应用将是在偏远和恶劣环境下无人值守的无线传感器网络。这些传感器将远离电网，而且一旦用完传统电池就很难找到替代品。因为这些网络将使世界的每一个角落都连接起来，电力自主是最关键的要求。

他说:“现在，我们处于5G阶段，我相信未来10年将是6G。”“有了人工智能，我们将在非常小的平台上拥有大量智能、独立、永远在线的设备。如何为这些微型设备供电?最具挑战性的应用将是部署在无人值守环境中的设备。我们不能去那里更换电池，所以我们需要小型化的能源收割机。”

Choi将这些3厘米乘3厘米的新型生物电池与乐高积木进行了比较，乐高积木可以根据传感器或设备所需的电力输出，以多种方式组合和重新配置。

他希望通过进一步研究实现的改进之一是，创造一种可以漂浮在水面上的包，能够在恶劣环境中自动修复损伤。

“我的最终目标是把它做得非常小，”他说。“我们称之为‘智能灰尘’，几个细菌细胞就能产生足够的能量来操作它。然后我们可以把它撒在需要的地方。”