Wetenschappers testen voor de eerste keer bacteriële batterijen op een stuk papier

Nieuwe technologie haalt zijn energie uit bacteriën
Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd een batterij te ontwikkelen op een enkel vel papier dat uitsluitend door bacteriën wordt aangedreven. Deze batterij zou bijvoorbeeld de wegwerpbare elektronica van diagnostische sensoren kunnen voeden.

De wetenschappers van de Binghamton University in de Verenigde Staten zijn erin geslaagd een batterij te produceren die uitsluitend door bacteriën wordt aangedreven. De experts publiceerden de resultaten van hun onderzoek in het tijdschrift "Advanced Materials Technologies".

Onderzoekers hebben een nieuw type batterij ontwikkeld dat energie van bacteriën op een blad gebruikt. Met deze nieuwe ontwikkeling zou de wegwerpbare elektronica bijvoorbeeld kunnen worden bediend door diagnostische sensoren. (Afbeelding: Alexander Potapov / fotolia.com)

Bio-batterij als energiebron
Het nieuwe proces vermindert de productietijd en productiekosten. Het ontwerp kan een revolutie teweegbrengen in het gebruik van bio-batterijen als energiebron in risicovolle en hulparme regio's, leggen de onderzoekers uit.

Zogenaamde Papertronics kunnen diagnostische sensoren bedienen
"Papertronics is onlangs opgekomen als een eenvoudige en kosteneffectieve manier om de wegwerpbare elektronica van diagnostische sensoren te bedienen," zei professor Seokheun Choi van Binghamton University. Dergelijke apparaten zijn essentieel voor effectieve en levensreddende behandelingen in een beperkte bronomgeving.

Structuur van de bacteriënbatterij
Op de helft van een chromatografiepapier plaatsten de wetenschappers een lintje zilvernitraat onder een dunne laag was. Dus creëerden ze een kathode. Vervolgens creëerden ze een reservoir met geleidend polymeer op de andere helft van het papier. Dit werkte toen als een anode. Het papier was goed gevouwen en een paar druppels vloeistof gevuld met bacteriën toegevoegd, deze microben vervolgens de batterij voorzien van energie. Het apparaat heeft verschillende lagen nodig om componenten zoals de anode, kathode en PEM (protonenuitwisselingsmembraan) te bedekken, legt professor Choi uit.

Moeilijkheden van de uiteindelijke batterij
De laatste batterij vereist een handmatige assemblage en er zijn potentiële problemen, zoals een verkeerde uitlijning van de papierlagen en een verticale discontinuïteit tussen de lagen, wat uiteindelijk de stroomopwekking kan verminderen, zeggen de wetenschappers.

Hoeveel elektriciteit produceert zo'n batterij??
Verschillende vouw- en stapelmethoden kunnen de stroom- en stroomuitgang aanzienlijk verbeteren. De onderzoekers waren in staat om 31.51 microwatt te produceren bij 125.53 microampères met zes batterijen in drie parallelle series en 44.85 microwatt bij 105.89 microampères in een 6x6-configuratie.

Het gebruik van de batterij is logisch in een catastrofesituatie
Er zouden miljoenen zogenaamde papierbatterijen nodig zijn om een ​​standaard 40 watt gloeilamp van stroom te voorzien. Maar onder bepaalde omstandigheden, zoals een catastrofale situatie, zijn bruikbaarheid en draagbaarheid de topprioriteit, benadrukken de onderzoekers.

Mogelijk gebruik van de bio-batterij
De batterij genereert genoeg energie om biosensoren te gebruiken. Deze kunnen bijvoorbeeld het glucosegehalte bij diabetespatiënten controleren, pathogenen in het lichaam detecteren of andere levensreddende functies uitvoeren, leggen de onderzoekers uit.

Toekomst van elektrische energie van micro-organismen
Micro-organismen kunnen elektrische energie gebruiken van elk type biologisch afbreekbare bron, zoals afvalwater. Zo'n papieren biobatterij kan uiteindelijk een energiebron worden voor zogenaamde papertronica, zegt professor Choi. (As)