快科技4月7日消息,近日,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)钟超团队联合刘志远团队、深圳大学王任衡团队在《先进材料》上发表最新研究成果。
他们利用3D打印活体水凝胶技术,成功研制出直径20毫米、高度3.2毫米的微型便携式微生物燃料电池,创新性地整合了生物电刺激装置,通过刺激神经元实现了对电生理和血压的精准调节,在疾病治疗方面有较大应用潜力。
该研究推动了便携式生物器件的发展,拓展了活体能源材料的研究前沿。
微型便携式生物电池创制和生物电刺激应用示意图
据悉,生物电池也被称为微生物燃料电池,是一种利用电活性微生物的代谢活动来发电的新型生物能源装置。
通过微型化和便携化改造,微生物电池有望为智能手表、心脏起搏器等毫瓦级低功耗设备提供电力支持。
受传统锂电池制造技术启发,研究团队采用阴阳极分离的优化设计:以活体水凝胶作为“阳极”,含铁氰化钾的藻酸盐水凝胶作为“阴极”,通过3D打印技术制备出高性能电极结构,最终成功构建了直径仅20毫米、硬币大小的微型生物电池系统。
3D打印活体水凝胶
该电池的发电源于水凝胶内细菌的代谢活动,在细菌生长10小时后,生物电池能够达到450毫伏的电压。
该生物电池可以进行自充电,实现长达10次的自充电-放电循环。
生物电池的制备和性能表征
在整个循环中,细菌维持了超过70%的高存活率,在循环结束时存活率更是高达97%,这充分证明细菌在电池内部仍然保持着生长和代谢活动。生物电池的电压随着阴极中K₃[Fe(CN)₆]浓度的增加而升高。
同样,细菌在连续运行100小时后,也保持了超过90%的高存活率。
进一步的性能测试表明,生物电池具有出色的循环稳定性,能量损失极低,同时完全避免了传统电池中钴、锂等稀缺金属以及有毒电解质的使用,在环保方面具有显著优势。
(window.slotbydup = window.slotbydup || []).push({id: "u6501951",container: "_brvvnx0iwme",async: true });(相关资料图)11月8日上午,国轩高科子公司合肥国轩科宏新能源科技有限公司(下称“国轩科宏”)正极材料投产仪式在合肥庐江高新区举行,这也是庐江的首个百亿项目。该项目位于合肥市庐江县国轩材料基地,主要产品为国轩高科自主研发的单体电芯能量密度≥210Wh/kg的高性能磷酸铁锂正极材料,应用于高端新能源汽...
11-15
(资料图片仅供参考)进入11月,电哥依旧为大伙儿整理了10月销量榜单,看看这一期的排名和你预想中有多少差别吧:有意思是:又有新人加入了榜单,有的品牌表现极为稳定,当然也少不了波动非常剧烈的选手。Tips:排名统计时间截止到11月3日,未公布品牌尚未纳入榜单另外,电哥也附上9月榜单(截止10月2日统计...
11-15
(相关资料图)来源:人民网原创稿人民网北京11月10日电(记者王连香)今日,中国汽车工业协会发布10月汽车工业产销情况,数据显示,10月,汽车产销延续平稳发展态势。当月产销分别达到259.9万辆和250.5万辆,环比下降2.7%和4%,同比增长11.1%和6.9%。由于车辆购置税减征政策的持续发...
11-15
(资料图)平行世界是否真实存在?另外一个世界的你自己是不是已经过上了非常幸福的生活,已经走上了人生的巅峰,而处在这个世界的你正在受尽社会的毒打。这种平行宇宙的理论到底是怎么来的呢?为什么科学家又会定义平行宇宙的存在呢?我们今天一起来了解一下量子世界中的平行宇宙到底是什么样子的?我们大家都知道在量子世...
11-15
(资料图)11月8日晚,甬金股份(603995)公告,拟设立全资子公司“浙江镨赛新材料科技有限公司”,投资建设“年产22.5万吨柱状电池专用外壳材料项目”,计划总投资额约14亿元。该项目分两期建设,其中一期工程建设期12个月,建成年加工7.5万吨柱状电池外壳专用材料生产线,二期工程建设期18个月,建...
11-15