Эластичная тканевая батарея Seokheun Choi

В разработанной Университетом Бингемтона гибкой растяжимой текстильной батарее в качестве катализатора используется бактерия Pseudomona saeruginosa. Батареи инженера-электрика Seokheun Choi приняли ряд интересных форм, включая спичечные коробки, складную бумагу и звезды ниндзя.

Исследователь из Университета Бингемтона впервые соединил свои инновационные топливные элементы в гибкий и растягиваемый кусок ткани, который однажды сможет питать носимую электронику с помощью бактерий нашего организма.

Батареи Choi с питанием от бактерий основаны на так называемых микробных топливных элементах (MFC). Эти типы клеток используют бактерии, чтобы вызвать реакции восстановления / окисления, которые обменивают электроны между молекулами, чтобы произвести электричество. В своей предыдущей работе он использовал грязную воду и слюну для этой цели, и только недавно он решил обратиться к клеткам, обнаруженным в поте человека.

«Многие гибкиетекстильные батареи и устройства накопления энергии МФК слаборазвиты, поскольку микробная цитотоксичность может создавать проблемы для здоровья», - говорит Choi в New Atlas. «В литературе сообщалось, что физическая активность для носимых МФЦ была либо недоступной, либо довольно ограниченной.

Однако, если учесть, что у людей в организме больше бактериальных клеток, чем клеток человека (3,8 × 1013 по сравнению с 3,0 × 1013), прямое использование бактериальные клетки как источник энергии, взаимозависимый с человеческим телом, могут быть использованы в современной электронике».

Главная особенность гибкой батареи

Choi исследовал возможности, превратив свои МФЦ в гибкую, растягивающуюся текстильную батарею, в которой в качестве катализатора используется бактерия Pseudomona saeruginosa.

Получившееся устройство имеет максимальную выходную мощность 6,4 мкВт / см2, что аналогично его другим гибким МФУ на бумажной основе. Он также демонстрирует стабильную и продолжительную работу, даже когда он многократно изгибается.

Принцип работы

«Весь мой предыдущий опыт и технологии на основе бумажных био-аккумуляторов были впервые использованы для разработки полностью текстильной био-батареи», - говорит Choi. «Все компоненты батареи были монолитно встроены в один лист ткани путем точного контроля глубины каждого компонента.

Структура состояла из анода и катода, помещенных в одну реакционную камеру без разделительной мембраны.Анодная камера была специально сконструирована так, чтобы она была проводящей и гидрофильной для сбора электроэнергии из клеток в жидкости, в то время как катод использовал оксид серебра и окислительно-восстановительную пару серебра в качестве твердотельного материала для текстильной электроники».

Одним из преимуществ однокамерного безмембранного подхода, который является отходом от типичной конструкции батареи, является то, что он значительно упрощает производство самой батареи. Используя подход серийного производства, Choi и его команда смогли одновременно сконструировать 35 отдельных устройств, и исследователи говорят, что такой подход может революционизировать массовое производство текстильных МФЦ.