新型生物电池将为“物联网”传感器提供动力

2020-04-29 16:33

现在，我们生活在一个连接着各种小工具的世界中，从计算机和恒温器到冰箱和智能手表。

不过，未来主义者的想法更大。由于廉价的计算机芯片和无处不在的无线网络，他们设想了一个“物联网”，在那里几乎任何物体——无论大小——都可以向中央数据库提供信息，而不需要人的参与。

一个问题是：如何为所有这些传感器供电，使它们能够完成这些任务？宾厄姆顿大学（Binghamton University）的新研究可能会提供答案。

在将于6月发表在《纳米能源》杂志上的一份研究报告中，Seokheun＂Sean＂Choi——托马斯·沃森工程与应用科学学院电气和计算机工程副教授、先进传感技术与环境可持续性研究中心主任——展示了新设计的生物太阳能电池的有效性。

该电池只有3．5×2．4厘米，利用两种细菌发电。一种是光合作用，这意味着它（像植物一样）利用阳光将二氧化碳和水转化为营养物质。第二种细菌靠食物生存，通过新陈代谢呼吸为细胞提供能量。

由于这两种细菌具有共生关系，它们提供了四天的电力供应－与类似的只能持续几个小时的生物燃料电池相比，这是一个进步。

Choi说：“该系统是一种实用的，可自我维持的电源，适用于迄今为止其他小型微生物燃料电池无法提供的应用。”

“该设备结合了我们（宾厄姆顿大学）团队生产的所有最新技术，用于更实际的应用，包括固态微流体燃料电池技术、协同共培养系统和气体渗透生物太阳能系统，极大地促进了由此产生的生物动力系统的自主性。”

他相信这种新型生物太阳能电池在一次性用品互联网（IoDT）上具有潜力，研究人员说，IoDT将使用可生物降解纸和塑料制成的无线传感器连接短期消费品。通过进一步优化，它可以为长期的环境物联网传感应用提供动力。

“传统的电池技术已经变得不太实用，因为它们的寿命有限，而且对环境有害，”Choi说。“此外，电池更换是非常昂贵的，而且在偏远地区不可行。为了在不涉及环境问题的情况下实现相对持久的运营，可再生能源的收集将在未来的物联网技术中扮演关键角色。”

这项研究得到了海军研究办公室（微生物电化学系统计划）的支持。

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