研究人员将活水凝胶制成标准的2032电池外壳。
中国科学家利用电活性微生物开发出生物电池。这种小型化的便携式电池可以精确控制生物电刺激和生理血压信号。
来自中国科学院深圳先进技术研究院的科学家声称,这种生物电池利用细菌的代谢活动发电,使其具有长达10次循环的自我充电能力。
他们还强调,它还可以作为充电/放电循环的伪电池,在50次循环中库仑效率超过99.5%,表明能量损失更低。
生物电池保持了较高的生存能力
研究小组发现,生物电池中的细菌在整个过程中保持了70%以上的高活力,在运行结束时保持了97.6%的活力。
该研究发表在《先进材料》杂志上,报告了一种小型化便携式生物电池的开发,该电池使用海藻酸盐基质中含有导电生物膜的活水凝胶来刺激神经。这些水凝胶可以3D打印成定制的几何形状,保留了生物活性特性,包括促进电子生成和氧化石墨烯还原的电活性。
利用工程生物材料进行能源应用
研究人员还强调,利用工程生物材料进行能源应用代表了可持续能源转换和储存的有前途的途径,生物电池正在成为可持续电力供应的关键方向。
根据新闻稿,受锂离子电池制造的启发,他们开发了一种小型化的生物电池(直径20毫米,高度3.2毫米),使用活水凝胶作为生物阳极墨水,含K3[Fe(CN)6]的藻酸盐水凝胶作为阴极墨水,Nafion膜作为离子交换膜。
该团队将Shewanella oneidensis MR-1生物膜封装在藻酸盐水凝胶中,以开发活水凝胶,该水凝胶可以3D打印成特定的几何形状,用于定制制造。
在这项研究中,研究人员透露,生物电池的比容量为0.4 mAh g−1,最大功率密度约为8.31µW cm−2,能量密度为0.008 Wh/L。
然而,他们强调,这些值低于传统锂离子电池,生物电池通过避免使用钴和锂等关键原材料,以及锰和有机电解质等对环境有害的成分,提供了一种可持续的能源替代品。
科学家将活水凝胶制成标准2032电池外壳
研究人员将活水凝胶制成标准的2032电池外壳,并成功制造出具有自充电性能的电池。
研究人员表示:“该装置表现出了99.5%的库仑效率,并在操作后保持了超过90%的高电池活力,具有显著的电化学性能。”
该装置的能量可以用于神经刺激,从而精确控制生物电刺激和生理血压信号。这项创新还可以支持便携式生物能源设备,为未来可持续能源技术的发展提供巨大的潜力。
通过瞄准坐骨神经和迷走神经,研究人员证明了它对生物电刺激和生理血压信号的精确控制。研究人员表示,这种精确的刺激技术有望开发出新的物理治疗方法。
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