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3D新聞

科學(xué)家3D打印出用臟水發(fā)電的紙電池:成本5美分

星之球激光 來源:天工社2015-06-18 我要評(píng)論(0 )   

您知道嗎,其實(shí)我們經(jīng)常見到的那些惡心、里面包含著數(shù)不清細(xì)菌的臟水里面也蘊(yùn)含著巨大的能量。近日,紐約Binghamton大學(xué)的助理

       您知道嗎,其實(shí)我們經(jīng)常見到的那些惡心、里面包含著數(shù)不清細(xì)菌的臟水里面也蘊(yùn)含著巨大的能量。近日,紐約Binghamton大學(xué)的助理教授Seokheun “Sean” Choi就受到折紙的啟發(fā),開發(fā)出了一種可以利用臟水中細(xì)菌的活動(dòng)來發(fā)電的3D打印電池。

這位天才科學(xué)家的這項(xiàng)發(fā)明將古老的折紙與能源技術(shù)結(jié)合在了一起,創(chuàng)造出了一種非常環(huán)保的能量裝置,可以很方便地在野外或者偏遠(yuǎn)地區(qū)使用。簡單地說,這是一種低成本、低電壓的3D打印紙質(zhì)電池,它折疊起來只有火柴盒那么大。據(jù)Choi介紹,這種紙電池的制造成本最低可以達(dá)到5美分。

 

由其共同開發(fā)者Hankeun Lee以此項(xiàng)研究為主題撰寫的一篇論文——《一種基于折紙的細(xì)菌供能電池(An Origami Paper-based Bacteria-Powered Battery)》發(fā)表在了7月刊的《Nano Energy》上。

根據(jù)廢水中系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的微生物呼吸作用,這兩位科學(xué)家在論文中詳細(xì)介紹了他們是如何使用簡單的帶活性炭的空氣陰極制造出一個(gè)功能完整的電池的。

“所述的電池能夠從微生物代謝中獲取動(dòng)力并將其能量傳遞到一個(gè)下一代的紙基系統(tǒng)中。這些帶細(xì)菌的水可以從再生水、廢水(比如市政廢水)中獲得。”Choi和Lee在他們的論文中說。

正如折紙藝術(shù)賦予了紙生命,Choi和Lee可以將各種技術(shù)帶到電池能源稀缺的野外,要知道在野外大部分的設(shè)備都不得不使用電池,而兩位科學(xué)家的這種技術(shù)使得電池能源俯拾皆是。相信不久之后科學(xué)家和工程師們就會(huì)在此基礎(chǔ)上開發(fā)出更耐用、功率更大的廢水-紙電池。

 

為了能夠讓細(xì)菌為電池供電,研究人員從折紙藝術(shù)中獲得靈感,通過一種獨(dú)特的折疊方式,預(yù)先折出折痕。然后將廢水細(xì)菌培養(yǎng)物導(dǎo)入在上述折紙里的兩個(gè)常見的入口,并呈漏斗狀注入電池,這些一旦暴露于空氣中就會(huì)發(fā)生創(chuàng)造能量所需的陰極反應(yīng)。這些陰極是將油墨狀的鎳噴涂到一張普通的辦公用紙上制造出來的,而陽極則由碳油漆打印而成,它們組成了一個(gè)親水性區(qū)域,而這個(gè)區(qū)域的邊緣被覆上了蠟。

“看似骯臟的水中擁有很多的有機(jī)物質(zhì),”Choi說,“任何種類的有機(jī)材料都可以成為細(xì)菌代謝的源頭。”該項(xiàng)目已經(jīng)從美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)那里獲得了一筆30萬美元的為期三年研究津貼以進(jìn)行更進(jìn)一步的研發(fā)。

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3D打印臟水紙電池
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