美國紐約州賓漢頓大學(Binghamton University)的研究人員開發出一種小尺寸且低成本的微生物燃料電池(MFC),只需滴入幾滴廢水就能發電。

賓漢頓大學電子與電腦工程系助理教授Seokheun “Sean” Choi指出,這種可摺疊的微生物燃料電池可用於為生物感測器供電,以及為極具挑戰的現場情況下用的其他小型裝置供電。繼去年發表的摺紙電池早期原型後,Choi和其他兩名學生聯手開發出這款尺寸為6cm的模組。

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「上一次開發的摺紙電池原型已經過概念驗證,其功率密度也達到了奈瓦(nanowatt)範圍;而這一次,我們把它提升到微瓦級(microwatt)範圍,甚至能夠讓LED持續照亮約20分鐘或為其他類型的生物感測器供電。」

這種電池可讓開發中國家用於更複雜先進的螢光燈或電化學生物感測器,他說:「在這些領域中使用商用電池太浪費了,而且也十分昂貴。最終,我想開發出即時且可拋棄式生物電池,以便用於資源有限的地區。」

新的設計可摺疊成像「忍者飛鏢」一樣具有中央入口的星形,「飛鏢」的每一角都有電觸點。滴入幾滴含有微生物的(細菌)髒水於中央入口後,該裝置就可被展開成為類似飛盤般的環狀,讓8個燃料電池彼此連接以提高電力輸出,同時使所有的氣態陰極暴露於空氣中。每個模組都夾有5個功能層,包括本身的陽極、質子交換薄膜與氣態陰極,讓含有微生物(細菌)的髒水可在紙層中透過圖案化流體路徑傳送至每一模組。

Binghamton University

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Choi在去年發表其火柴盒大小的原型電池,成本只需5美分。這款新的「忍者摺紙飛鏢」裝置成本也不高——大約為70美分,電池陽極使用了碳布以及銅帶。研究團隊的下一個目標是開發完全用紙打造的裝置,並兼具新設計的功率密度以及低成本優勢。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Disposable cell uses waste water to power bio-sensors,by Nick Flaherty)