以細菌之力發電的紙電池,可望活躍於IoT時代

 

刊登日期:2018/10/4
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從健康醫療裝置到IoT偵測器,隨著小型電子機器的普及化,對於電池的需求也呈現爆發性的成長。然而無法忽視的是,電池在製造、廢棄處理之際,也同時為環境帶來了沉重的負荷,不論是鋰離子電池或是太陽電池,在製造過程中不僅消耗了大量的能源,並且產生了無法還原於自然的重金屬或聚合物等材料,因此低成本且對環境友善之電池相關開發也因運而生。美國紐約州立大學的研究團隊即利用細菌開發了以紙為基礎材料的電池,並持續朝實用化進行改良。

某種細菌其呼吸會將有機物轉換成能量,且可將電子傳遞到細胞外,研究團隊即利用了具有此種性質的細菌,並將其與電池結合,且於2015年開發出以紙為基材的微生物電池,製作成本也成功地控制在5分美元。2017年時更進一步與西班牙、加拿大、美國的研究團隊不斷改良以紙為基材的微生物電池,製作出可丟棄作為堆肥的纖維素製電池,使用壽命約4個月,並在自然中分解。

近來研究團隊則發表了改善細菌生存壽命,以及將微生物電池活性化的方法。研究團隊將細菌凍結乾燥後置入電池內,只要加水,就可以達到活性化。微生物電池的最大輸出功率為4μW/cm2、電流密度則是26μA/cm2,相較於過去以紙為基材的微生物電池明顯高出許多。然而為達到實用化,電力與電流密度皆必須再提高約1000倍,研究團隊也將持續進行微生物電池的性能改善,以期未來能實際應用至數量可高達數十億感測器或IoT裝置上。


資料來源: https://techable.jp/archives/82212 8/27
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