Auflösbarer Akku verwendet sichere Mikroben für die Stromversorgung

Forscher der Binghamton University haben eine neue Art von auflösungsfähiger Batterie entwickelt, die Probiotika - offensichtliche, lebende Mikroorganismen, die üblicherweise in Lebensmitteln zu finden sind - als Stromquelle.Diese Batterie wird unter Verwendung von "Papertronics" oder auf papierbasierten elektronischen Komponenten erstellt und enthält eine spezielle Elektrode aus Polymeren und Nanopartikeln.Die Elektrode hat eine raue und poröse Oberfläche, die den Bakterien hilft, effektiver zu finden und zu wachsen.Um sicherzustellen, dass die Batterie nur unter bestimmten Bedingungen funktioniert, fügte das Team eine pH-sensitive Beschichtung hinzu, die in sauren Umgebungen wie verschmutztem Wasser oder dem menschlichen Verdauungssystem aktiviert wird.

Das Batterie -Design umfasst eine einzelne Einheit einer mikrobiellen Brennstoffzelle, die von einer Mischung aus 15 Probiotika angetrieben wird.Diese wurden für ihre Sicherheit und Kompatibilität mit dem menschlichen Körper ausgewählt.Während das Team zunächst vor Herausforderungen bei der Erzeugung von Strom aus Probiotika stand, überwand es diese, indem es die Elektrodenoberfläche und die Materialien einstellte, um die elektrogene Aktivität besser zu unterstützen.Die Papierbatterie ist so ausgelegt, dass sie sich vollständig auflöst und alle Notwendigkeiten für das Abrufen oder Entsorgung beseitigt.


Dieses neue Design vermeidet die Verwendung herkömmlicher Batteriematerialien wie Lithium-Ionen, die giftige Chemikalien enthalten, die für medizinische oder Umweltanwendungen nicht geeignet sind.Durch die Verwendung von Probiotika, die als sicher anerkannt sind, beseitigt das System Bedenken hinsichtlich der Freisetzung schädlicher Bakterien oder Resten.Die technische Elektrode steigert die Leistung weiter, ohne die Biosafety zu beeinträchtigen.Die pH-sensitive Beschichtung sorgt dafür, dass die Batterie nur unter Zielbedingungen funktioniert, wodurch Energieabfälle und unerwünschte Aktivierung reduziert werden.

Infolgedessen bietet die probiotisch betriebene Papierbatterie eine biokompatible und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Stromquellen.Es bietet eine vielversprechende Plattform für transiente Elektronik - Gerichte, die nach dem Gebrauch verschwinden sollen - insbesondere in biomedizinischen Implantaten oder Umgebungssensoren.Dieser Prototyp im Frühstadium zeigt eine funktionierende Lösung für eine sichere Energieerzeugung mit geringer Leistung und ebnet den Weg für zukünftige Verbesserungen in Bezug auf Leistung und Skalierung.Die Forschung öffnet Türen für Elektronik, die ihre Arbeit erledigen und dann ohne Schaden verschwinden.