Forscher haben eine dehnbare Batterie aus Stoff entwickelt, die die Art und Weise verändern könnte, wie wir über Wearables denken. Das Entwicklungsteam unter der Leitung von Wissenschaftlern an der Binghamton University Die Schule für Elektrotechnik und Informationstechnik hat eine bakterienbetriebene Biobatterie entwickelt, die auch unter Dehnungs- und Verdrehungsbelastung stabilen Strom erzeugen kann.
Das Team wurde von Assistenzprofessor Seokheun Choi geleitet, der zuvor mit papierbasierten mikrobiellen Brennstoffzellen Batteriedurchbrüche erzielt hat. Choi sagt Die neuesten Forschungsergebnisse könnten die Grundlage für eine Standardplattform für textilbasierte Biobatterien bilden. “Es besteht ein klarer und dringender Bedarf an flexibler und dehnbarer Elektronik, die sich problemlos in eine Vielzahl von Umgebungen integrieren lässt, um in Echtzeit zu erfassenInformation," sagte Choi. „Diese Elektronik muss auch bei intensiver Verwendung auf Substraten mit komplexen und krummlinigen Formen wie beweglichen Körperteilen oder Organen zuverlässig funktionieren. Wir haben eine flexible, dehnbare, miniaturisierte Biobatterie aufgrund ihrer Nachhaltigkeit, Erneuerung und Umweltfreundlichkeit als eine wirklich nützliche Energietechnologie angesehen-freundliche Fähigkeiten. ”
Flexible Batterien können die Wearables-Branche verändern
Die Batterien haben ein großes Potenzial für die Verwendung in Wearables. Selbst der Schweiß eines Trägers könnte zum Treibstoff für die Lebensfähigkeit der Bakterien werden, die für die Stromversorgung der Batterien erforderlich sind. “Wenn wir bedenken, dass Menschen mehr Bakterienzellen als menschliche Zellen in ihrem Körper besitzen, ist dies direkt der FallDie Verwendung von Bakterienzellen als Energiequelle in Abhängigkeit vom menschlichen Körper ist für tragbare Elektronik denkbar. “ sagte Choi . The Forschung wurde in der Zeitschrift Advanced Energy Materials in der Zeitschrift „Flexible and Stretchable Biobatteries: Monolithische Integration membranfreier mikrobieller Brennstoffzellen in einer einzigen Textilschicht“ veröffentlicht. Die Forschung war eine Zusammenarbeit zwischen der National Science Foundation, die Binghamton University Research Foundation und ein ADL Analytical and Diagnostics Laboratory Small Grant der Binghamton University.
Choi erfindet eine bakterienbetriebene Batterie, die am Spieß läuft
Assistenzprofessor Choi ist Experte für die Entwicklung von Mikropower. Sein Hauptaugenmerk lag auf der Entwicklung von POC-Diagnose-Biosensoren Power Point-of-Care für medizinische Anwendungen. "Die bedarfsgerechte Erzeugung von Mikroenergie ist insbesondere für erforderlichPoint-of-Care-Diagnoseanwendungen in Entwicklungsländern " sagte Choi. "Normalerweise benötigen diese Anwendungen einige Minuten lang nur einige zehn Mikrowatt, aber kommerzielle Batterien oder andere Energy Harvesting-Technologien sind zu teuer und überqualifiziert. Außerdem werfen sie Probleme mit der Umweltverschmutzung auf." Die Ergebnisse dieser Forschunghaben zur Schaffung von geführt Batterie auf Papierbasis mit Bakterienantrieb das mikrobielle Brennstoffzellen mit inaktiven, gefriergetrockneten exoelektrogenen Zellen verwendet, die innerhalb von Minuten nach Zugabe von menschlichem Speichel Strom erzeugen können.
Choi und sein Forscherteam beschrieben die Batterie mit den Worten: "Die vorgeschlagene Batterie hat Wettbewerbsvorteile gegenüber anderen herkömmlichen Stromversorgungslösungen, da die biologische Flüssigkeit für die On-Demand-Batterieaktivierung selbst in den ressourcenbeschränktesten Umgebungen und beim Einfrieren leicht verfügbar istDie Trocknungstechnologie ermöglicht die Langzeitlagerung von Zellen ohne Abbau oder Denaturierung. “
Das Team arbeitet jetzt daran, die Kapazität der Batterie zu erweitern. "Unsere Leistungsdichte beträgt jetzt etwa einige Mikrowatt pro Quadratzentimeter. Obwohl 16 mikrobielle Brennstoffzellen, die in Reihe auf einem einzigen Blatt Papier verbunden sind, die gewünschten elektrischen Werte erzeugenStrom und Spannung zur Stromversorgung einer Leuchtdiode LED. Für andere elektronische Anwendungen, die Hunderte von Milliwatt Energie erfordern, ist eine weitere Leistungsverbesserung erforderlich. " sagte Choi.