En lugar de pedir baterías por paquete, podríamos obtenerlas por resmas en el futuro. Investigadores de la Universidad de Binghamton, Universidad Estatal de Nueva York han creado una batería alimentada por bacterias en una sola hoja de papel que puede alimentar dispositivos electrónicos desechables.La técnica de fabricación reduce el tiempo y el costo de fabricación, y el diseño podría revolucionar el uso de bio-baterías como fuente de energía en áreas remotas, peligrosas y con recursos limitados.
"Papertronics ha surgido recientemente como una forma simple y de bajo costo de alimentar sensores de diagnóstico en el punto de atención desechables", dijo el profesor asistente Seokheun "Sean" Choi, que se encuentra en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de Thomas J.Watson School of Engineering and Applied Science. También es el director del Laboratorio de Bioelectrónica y Microsistemas en Binghamton.
"Los dispositivos de punto de atención basados en papel, independientes y autosuficientes son esenciales para brindar tratamientos efectivos y que salvan vidas en entornos con recursos limitados", dijo Choi.
En la mitad de una hoja de papel de cromatografía, Choi y el candidato a doctorado Yang Gao, quien es coautor del artículo, colocaron una cinta de nitrato de plata debajo de una fina capa de cera para crear un cátodo. Luego, la pareja hizoun depósito de un polímero conductor en la otra mitad del papel, que actuaba como ánodo. Una vez doblado correctamente y se agregan unas gotas de líquido lleno de bacterias, la respiración celular de los microbios alimenta la batería.
"El dispositivo requiere que las capas incluyan componentes, como el ánodo, el cátodo y la PEM membrana de intercambio de protones", dijo Choi. "[La batería final] exige un ensamblaje manual y existen problemas potenciales como la desalineación de las capas de papely discontinuidad vertical entre capas, que en última instancia disminuyen la generación de energía ".
Los diferentes métodos de plegado y apilado pueden mejorar significativamente las salidas de potencia y corriente. Los científicos pudieron generar 31,51 microvatios a 125,53 microamperios con seis baterías en tres series paralelas y 44,85 microvatios a 105,89 microamperios en una configuración de 6x6.
Se necesitarían millones de baterías de papel para alimentar una bombilla común de 40 vatios, pero en el campo de batalla o en una situación de desastre, la facilidad de uso y la portabilidad son primordiales. Además, hay suficiente energía para hacer funcionar biosensores que monitorean los niveles de glucosa en la diabetespacientes, detectar patógenos en un cuerpo o realizar otras funciones para salvar vidas.
"Entre muchas baterías flexibles e integradoras basadas en papel con una gran ventaja, la tecnología de celda de combustible microbiana basada en papel es posiblemente la más subdesarrollada", dijo Choi. "Estamos entusiasmados con esto porque los microorganismos pueden recolectar energía eléctrica de cualquier tipo defuente biodegradable, como aguas residuales, que está fácilmente disponible. Creo que este tipo de biobatería de papel puede ser una fuente de energía futura para papertronics ".
La innovación es el último paso en el desarrollo de baterías de papel de Choi. Su equipo desarrolló su primer prototipo de papel en 2015, que era una batería plegable que se parecía mucho a una caja de cerillas. A principios de este año, presentaron un diseño inspirado en un ninja.estrella arrojadiza.
El trabajo actual está disponible en línea en la revista Tecnologías de materiales avanzados y se presentará en la conferencia IEEE MEMS 2017 en Las Vegas, Nevada, del 22 al 26 de enero.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Binghamton, Universidad Estatal de Nueva York . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :