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美國(guó)研發(fā)紙質(zhì)細(xì)菌電池,可生物分解不會(huì)污染環(huán)境.

近年來為追求低成本,高效率與環(huán)保電池,不少創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,近日開發(fā)出一種以細(xì)菌為驅(qū)動(dòng)力的“紙電池”,不僅具有輕便可攜帶等優(yōu)點(diǎn),還可以生物分解,之后在為數(shù)百萬臺(tái)傳感器與設(shè)備供電的同時(shí),再也不用擔(dān)心電池難以回收的難題了。

電池與微型電子設(shè)備可說是我們生活基礎(chǔ)設(shè)備,從3C產(chǎn)品,交通智能傳感器到醫(yī)護(hù)設(shè)備都需會(huì)需要這些必需品,電子設(shè)備需求量預(yù)估在未來5年內(nèi)將增長(zhǎng)至500億,但通常這些設(shè)備壽命并不長(zhǎng),有些甚至只能使用一次,往往會(huì)造成電池回收難題與生態(tài)污染。

細(xì)菌能透過呼吸作用將有機(jī)物質(zhì)中的生化能量(biochemical energy)轉(zhuǎn)換成生物能量(生物能量),透過一系列連續(xù)的分子內(nèi)有機(jī)反應(yīng)將電子輸送到陽(yáng)極。

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而為成功制造電池,研究員將急速冷凍的“胞外產(chǎn)電菌(exoelectrogens)”放置在紙上,該細(xì)菌可以將電子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,電子可穿過細(xì)胞膜并與外部電極接觸,為電池供電。而在電池未啟用之前,細(xì)菌都處于冷凍干燥狀態(tài),可透過添加水與唾液,讓電池開始運(yùn)作或是讓電池中的細(xì)菌更有活性。


目前細(xì)菌紙電池壽命約4個(gè)月,電池用盡之后可放入水中自然分解,最大功率則為每平方公分4μW,電流密度則是每平方公分26μA,該數(shù)據(jù)比以往的紙質(zhì)細(xì)菌電池高出許多,但若要達(dá)成商業(yè)化,功率與電流密度還得提高1,000倍。

該技術(shù)即是所謂的紙電子(papertronics),讓電子設(shè)備擺脫笨重脆硬等形象,透過與紙張結(jié)合,打造可撓式,可折迭,輕便,成本低且可生物分解的產(chǎn)品先前該。團(tuán)隊(duì)也有研發(fā)細(xì)菌紙電池,用碳做為陽(yáng)極,液態(tài)鎳則為電池陰極,成本更是只有5美分,且可以折疊成火柴盒大小,能用于各種小型生物傳感器。


其中以纖維素制成的電池在運(yùn)作100分鐘之后,可被土壤中的微生物吞噬,處理電池的方式就像堆肥一樣簡(jiǎn)單。

現(xiàn)在科學(xué)家已推出各式各樣的紙電子產(chǎn)品原型,像是晶體管,顯示器,電池,傳感器與智能標(biāo)記等,但難以量產(chǎn),電池儲(chǔ)存容量不大,如何進(jìn)行生物降解等都是科學(xué)家所遇到的難題,而未來隨著技術(shù)不斷進(jìn)步與創(chuàng)新,之后或許真的有辦法讓紙制電子產(chǎn)品商業(yè)化,創(chuàng)造另一股環(huán)保商機(jī)。NEXTECK作為高精密合金電子材料生產(chǎn)公司,目前為市場(chǎng)提供高精密銅錳合金材料及相關(guān)金屬及電子相關(guān)用料支援。


文章來源:eMedia Asia Ltd.


關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài),了解產(chǎn)業(yè)信息,以實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn),開拓創(chuàng)新,穩(wěn)步發(fā)展。