美大學(xué)研發(fā)新型生物太陽能電池 想為醫(yī)療芯片供電

:10月19日消息，由美國賓厄姆頓大學(xué)和紐約州立大學(xué)研究人員組成的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研發(fā)出一種新型生物太陽能電池。據(jù)研究的負(fù)責(zé)人Seokheun Choi稱，這種電池將專門為醫(yī)療診斷設(shè)備的芯片供能。

這樣的診斷設(shè)備需要一種獨(dú)立的清潔能源作為能量來源，而小型化的生物太陽能電池（簡稱micro-BSCs）是一種非常具有吸引力的選擇。生物太陽能電池中的光和微生物是發(fā)電的關(guān)鍵，而且這種微生物能夠?qū)崿F(xiàn)自我組合和自我維持。

Choi在發(fā)表于《芯片實(shí)驗(yàn)室》雜志上的一篇論文中解釋稱，生物太陽能電池的潛能尚未被挖掘出來，因?yàn)槟壳耙呀?jīng)打造出來的micro-BSCs所輸出的電流密度尚處于納瓦/平方厘米的范圍，無法滿足微流體裝置的需求，它們也只能夠持續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)。

Choi 的團(tuán)隊(duì)為他們的太陽能電池設(shè)計(jì)了新的結(jié)構(gòu)，而且打造出一種新的生物太陽能電池系統(tǒng)，它輸出電流的密度已經(jīng)超過目前所有的micro-BSC系統(tǒng)，最大輸出能夠達(dá)到43.8微瓦/平方厘米 ，更值得注意的是它在白天的輸出為18.6微瓦/平方厘米 ，夜間的輸出為11.3微瓦/平方厘米 ，而且能夠連續(xù)工作 20天左右。

這種生物太陽能電池使用的是一種藻青菌，這是一種已經(jīng)在地球上存活了25億年的單細(xì)胞植物。這種生物生活在淡水中，它能夠在白天通過光合作用產(chǎn)生能量，夜間則通過生物酶存儲(chǔ)的葡萄糖降解產(chǎn)生能量。這種藻青菌趨向于長成生物膜，它們能夠自發(fā)組織成為群體，這種生物膜有時(shí)候是非常令人討厭的。

Choi的團(tuán)隊(duì)在碳纖維布料上培育這種生物膜，布料上涂抹的導(dǎo)電材料能夠作為太陽能電池的陽極。Choi和他的學(xué)生使用了一種透氣而且透明的硅橡膠膜作為電池的外衣。他們打造的這款生物太陽能電池只有90微升，而且不需要添加任何額外的燃料。

Choi宣稱：“這種生物太陽能電池的問世將使生物光能轉(zhuǎn)換技術(shù)突破了概念研究的限制，并且這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步意味著它不僅能夠應(yīng)用于診斷學(xué)設(shè)備的能量供給，而且能夠在資源有限的環(huán)境或者偏遠(yuǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立工作和自我維持。”

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