Forskare testar bakteriella batterier på en bit papper för första gången

Ny teknik får sin energi från bakterier
Amerikanska forskare har lyckats utveckla ett batteri på ett enda pappersark som drivs enbart av bakterier. Till exempel kan detta batteri driva engångselektroniken hos diagnostiska sensorer.

Forskarna vid Binghamton University i USA lyckades producera ett batteri som drivs enbart av bakterier. Experterna publicerade resultaten av sin forskning i tidskriften "Advanced Materials Technologies".

Forskare har utvecklat en ny typ av batteri som använder energi från bakterier på ett blad. Med denna nya utveckling kan exempelvis engångselektroniken drivas av diagnostiska sensorer. (Bild: Alexander Potapov / fotolia.com)

Bio-batteri som energikälla
Den nya processen minskar tillverkningstid och tillverkningskostnader. Designen kan revolutionera användningen av biobatterier som en energikälla i högrisk- och resursfattiga regioner, förklarar forskarna.

Den så kallade Papertronics kan använda diagnostiska sensorer
"Pappers Tronics har uppstått nyligen som ett enkelt och billigt sätt att enkelriktade elektronik för att driva diagnostiska sensorer", säger författaren professor Choi Seokheun från Binghamton University. Sådana anordningar är viktiga för effektiva och livräddande behandlingar i en begränsad resursinställning.

Strukturen av bakteriebatteriet
På en halv av ett kromatografipapper placerades forskarna ett band av silvernitrat under ett tunt lager av vax. Så skapade de en katod. Sedan skapade de en reservoar av ledande polymer på den andra halvan av papperet. Detta fungerade då som en anod. Papperet viklades ordentligt och tillsattes några droppar vätska fyllda med bakterier, dessa mikrober levererade sedan batteriet med energi. Enheten kräver flera lager för att täcka komponenter såsom anoden, katoden och PEM (protonbytesmembran), förklarar professor Choi.

Svårigheter i det slutliga batteriet
Det slutliga batteriet kräver manuell installation, och det finns potentiella problem såsom felaktig inriktning av pappersskikten och en vertikal diskontinuitet mellan skikten, vilket i slutändan kan minska kraftgenerering, forskarna säger.

Hur mycket el producerar ett sådant batteri??
Olika viknings- och staplingsmetoder kan förbättra ström- och strömutgångarna avsevärt. Forskarna kunde generera 31,51 mikrowatt vid 125,53 mikroampere med sex batterier i tre parallella serier och 44,85 mikrowatt vid 105.89 mikroampere i en 6 x 6-konfiguration.

Användning av batteriet är vettigt i katastrofsituationen
Det skulle ta miljontals så kallade pappersbatterier för att driva en standard 40-watt glödlampa. Men under vissa förutsättningar, som en katastrofal situation, användbarhet och bärbarhet är högsta prioritet, forskarna betonar.

Eventuella användningar av biobatteriet
Batteriet ger tillräckligt med energi för att använda biosensorer. Dessa kan exempelvis övervaka glukosnivån hos diabetespatienter, upptäcka patogener i kroppen eller utföra andra livräddningsfunktioner, förklarar forskarna.

Framtiden för elektrisk energi från mikroorganismer
Mikroorganismer kan använda elektrisk energi från någon typ av biologiskt nedbrytbar källa, såsom avloppsvatten. En sådan typ av pappersbatteri kan så småningom bli en energikälla för så kallad papertronics, säger professor Choi. (As)