Bilim İnsanları, Kağıt Yaprağı Üzerinde, Bakteri İle Çalışan Piller Üzerinde Çalışıyor. New York Eyalet Üniversitesi’nden Binghamton Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tek kullanımlık elektroniği güçlendirebilecek tek bir kağıt yaprağı üzerinde bakteri ile çalışan bir pil üretti.
Üretim tekniği, üretim süresini ve maliyetini düşürür ve tasarım uzak, tehlikeli ve kaynak sınırlı alanlarda biyo-pillerin bir güç kaynağı olarak kullanımda devrim yaratabilir.
Thomas J. Watson School’daki Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’ndeki Yardımcı Doçent Seokheun Sean Choi, “Papertronics son zamanlarda tek kullanımlık bakım noktası tanılama sensörlerine güç sağlamak için basit ve düşük maliyetli bir yol olarak ortaya çıktı” dedi.
Bir kromatografi kağıdının bir yarısında, Choi ve Yang Gao, bir katot oluşturmak için ince bir balmumu tabakasının altına bir gümüş nitrat kurdelesi yerleştirdi. Elde ettikleri yapıdan daha sonra, anod gibi davranan kağıdın diğer yarısı üzerinde iletken bir polimerden bir hazne hazırladılar. Düzgün bir şekilde katlandığında ve birkaç damla bakteri dolu sıvı eklendiğinde, mikropların hücresel solunumu aküye güç sağladı.
Choi, “Cihaz, anot, katot ve PEM (proton değişim membranı) gibi bileşenleri içeren katmanlara ihtiyaç duyuyor.[Son pil] manuel montaj gerektiriyor ve kağıt katmanlarının hizalanması ve katmanlar arasındaki dikey süreksizlik gibi potansiyel sorunlar var, bu da enerji üretimini düşürüyor” diyor.
Farklı katlama ve istifleme yöntemleri, güç ve akım çıktılarını önemli ölçüde artırabilir. Bilim adamları üç seri paralel altı pil ile 125.53 mikroamp’ta 31.51 mikrowat üretmeyi ve 6×6 konfigürasyonda 105,89 mikroamp’da 44,85 mikrowatt enerji üretmeyi başardılar.
Genel olarak 40 watt’lık bir ampule güç sağlamak için milyonlarca kağıt pil gerekir, ancak savaş alanında veya afet durumunda kullanılabilirlik ve taşınabilirlik önemlidir. Artı, diyabet hastalarında glikoz düzeylerini izleyen, vücuttaki patojeni tespit eden veya diğer can kurtaran işlevleri yerine getiren biyosensörleri çalıştırmak için yeterli güç var.
Choi “Çok esnek ve bütünleşik kağıt bazlı piller arasında büyük bir terslik var, kağıt bazlı mikrobiyal yakıt hücresi teknolojisi tartışmasız en az gelişmiş olandır” diyor. “Biz bu konuda heyecanlıyız, çünkü mikroorganizmalar herhangi bir biyolojik olarak parçalanabilir kaynaktan elektrik enerjisi toplayabilir, atık su gibi, kolayca elde edilebilir. İnanıyorum ki, bu tür kâğıt biobatterileri, papertronik için gelecekteki bir güç kaynağı olabilir. ”
Yenilik, Choi’nin kağıt pil geliştirmesindeki en son adımı. Ekib, ilk kâğıt prototipini 2015 yılında geliştirdi. Bu yılın başlarında bir ninja yıldızdan esinlenen bir tasarım ortaya çıkardılar.
Mevcut çalışma, Advanced Materials Technologies dergisinde çevrimiçi olarak mevcuttur ve 22-26 Ocak tarihleri arasında Nevada Las Vegas’ta düzenlenecek olan IEEE MEMS 2017 konferansında sunulacaktır.
Kaynak : sciencedaily
