新型紙基生物電池由細菌供電
電池出現已有100多年，但時(shí)至今日，在某些偏遠或資源有限的地區，這種我們慣用的日常用品卻還屬于奢侈品。而即將在美國化學(xué)學(xué)會(huì )第256屆全國會(huì )議暨博覽會(huì )上公布的一項最新成果——一種靠細菌發(fā)電的新型紙基生物電池，或許能改變這一狀況，給這些地區帶來(lái)低成本的新型能源。
這種新型電池是由美國紐約州立大學(xué)的一個(gè)研究團隊開(kāi)發(fā)的。研究人員在紙的表面印刷薄層金屬和其他材料作為基板，然后把凍干的產(chǎn)電菌群放置在紙上，制成紙基生物電池。使用時(shí)，只需將水或者唾液涂抹在紙上，幾分鐘內，這些凍干細菌就會(huì )恢復活力，它們在為自己制造能量的同時(shí)，產(chǎn)生的電子會(huì )穿過(guò)細胞膜與外部電極接觸，從而為電池供電。
由于紙張會(huì )透氣，研究人員曾擔心細菌產(chǎn)生的電子在到達電極前被氧氣吸收，從而影響電池性能。但研究顯示，氧氣對電池性能的影響很小，因為細菌細胞緊密地附著(zhù)在紙張纖維上，在氧氣介入之前，纖維就已經(jīng)迅速將電子轉移到陽(yáng)極了。
作為生物傳感器材料，紙張具有獨特的優(yōu)勢，柔韌性好，表面積大，價(jià)格也很低廉。不斷創(chuàng )新的結構工程技術(shù)，讓人們可以控制紙張的纖維直徑、平滑度和透明度，為紙在新一代電子產(chǎn)品中的廣泛應用奠定了良好基礎。而紙基電池因適用性廣、生態(tài)友好且成本低廉等特性，被普遍看好。研究人員指出，他們研制的新型紙基電池的成本很低，攜帶方便，可以很容易地整合到一次性電子設備中，雖然尚未達到投入實(shí)際應用水平，電池性能還需大幅提升，但這種提升可以通過(guò)多個(gè)紙電池堆疊、連接來(lái)實(shí)現。
目前這種一次性電池的保質(zhì)期約為4個(gè)月。研究人員正在想辦法提高凍干細菌的存活率和性能，從而延長(cháng)電池的保質(zhì)期。(記者 劉海英)
