ニューヨークの研究者の州立大学ビンガムトン米国電気およびコンピュータ工学を紙に統合された細菌は、細菌による発電を、使い捨ての紙のバッテリーを開発しました。
図|出典：チェ・ソチョン
チームSeokheunチェ・助教授は、それが安価で、環境に配慮し、持続可能な、柔軟で、かつ優れ、機械的な誘電および流体特性を有し、紙ベースの電子製品は、ユニークな利点を持っていると述べました。
マイクロエレクトロニクス、電池、摂取可能な医療機器、インテリジェント交通センサなどのマイクロ電子製品やバッテリーの急速な発展などのデバイス、さまざまなパワーエレクトロニクス機器の設計にイノベーションを推進し、より多くのためにその環境保護に重点を置く。
今後5年間に500億台以上の電子機器が追加されると見込まれており、機器の処理寿命が短くて廃棄電子機器が大量に廃棄されるなどの問題もあります。
リチウムイオン電池やスーパーキャパシタは、駆動力、高エネルギー密度、軽量性を兼ね備えており、可撓性基板上に集積することができると報告されているが、非生分解性の有毒物質であり、太陽電池、ナノ発電機、熱電発電機などの一部の代替エネルギーハーベスティング技術では、再生不可能で劣化しにくい重金属やポリマーを多数使用しています。
このような観点から、チョイチームが開発したペーパーバッテリーには明らかな利点があります。ペーパーバッテリーが廃棄された後、バクテリアは「飲み込まれ」劣化します。
さらに、崔氏は、「紙をデバイス基板として利用する利点は、紙を積み重ね/折りたたむことができるので、直列または並列に接続できるということだ」と述べた。
チェ・チームの仕事は国立科学財団（$、300,000）によってサポートされていました。早くも2015年のように、彼らは紙の上に呼吸酸素電極、ニッケルスプレーを使用しているため、ボックスを開発した4つに折り畳むことができます電池（マッチ箱）。電池の総コストはわずか5セントである。彼らは、紙、電池の電力が非常に小さい量を提供するが、細菌と組み合わせることができ、電池を製造するためのこれらのリソースのユビキタス使用は素晴らしいアイデアであることを認識。
最近では、米国化学会（8月19日）の256番目の年次総会で、崔は、生物細胞が活性化される方法を報告し、その貯蔵寿命を強化する方法。
バイオマスに変換生化学的エネルギーを保存された有機物で細菌による原理細菌細胞呼吸。この変換プロセスは、生体分子（電子キャリア）で発生する一連の反応を含みます。
チェ・チームは、紙を駆動する細菌細胞を開発し、用紙がexoelectrogenic菌「を生成する細菌が、電池を活性化するために、電力を提供するために、外部電極との接触に電気的に細胞外電子移動することができ、凍結乾燥APOSが配置され、彼らが追加します水や唾液。
紙4μW/ cm 2で、最大26μA/ cm 2での電流密度に対する電池までの最大電力。チェ結果よりもはるかに高い紙の前に微生物細胞の集団を表す。しかし、そうであっても、パフォーマンスは依然として非常に低い電力で、そのを制限しますアプリケーション。商用アプリケーションを達成するためには、電力/電流密度は少なくとも1000倍増加しています。
実際、Choiチームは紙ベースの電池を製造する唯一の研究チームではありません。2017年、スペイン、カナダ、米国の研究者は携帯用の非金属の生分解性レドックスフロー電池を報告しました。 100分稼動させた後、これらの電池は土壌に埋もれており、裏庭のコンポストと同様に微生物による劣化が起こります。
崔チームの紙の細胞は、埋立処分されていない細菌の食作用によって分解され、崔氏は最新の紙 - ポリマー複合体のバイオ電池は水で容易に分解されると語る。
崔氏は、バクテリア駆動の紙の細胞では、グリッドのない場所でも、LEDや電卓に電力を供給するために、さまざまな場所にエネルギーを届けることができるという。
また、革新的な工学技術粗さを除去する、紙の繊維の直径を制御するために使用することができる、透明度制御、従って応用分野を広げる。一緒に紙と、有機、無機および生物学的実体、プロジェクトの範囲を広げる可能性も紙は、次世代の電子製品を開発するための「実現可能なプラットフォーム」になると期待されています。
現時点では、4ヶ月の紙バッテリー貯蔵寿命。チェ・チーム生き残るためにして寿命を延ばすために凍結乾燥した細菌のパフォーマンスを改善するための努力で。彼らはまた、特許を出願、および商業化を推進する業界パートナーを求めています。