3D微型生物燃料電池

愛荷華州立大學的研究人員開發出了一種基於紙張的三維微型生物燃料電池（MFC）
，該電池可以利用毛細作用引導液體流動，使得燃料電池不需要消耗外來電力。他們的研究報告刊登在了最近的TECHNOLOGY雜誌上。

據悉，新開發的微型燃料電池係統可以產生1.3μW的電能以及52.25μA的電流，功率密度達到25W/m3。由於該燃料電池不需要使用電力驅動液體流通，故其產生的能量可全部被利用
，這對該電池的進一步發展應用相當重要。

在(zai)微(wei)型(xing)生(sheng)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)中(zhong)
，生(sheng)物(wu)層(ceng)起(qi)到(dao)了(le)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)生(sheng)物(wu)層(ceng)的(de)麵(mian)積(ji)以(yi)及(ji)厚(hou)度(du)可(ke)以(yi)使(shi)得(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產(chan)生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)電(dian)流(liu)。生(sheng)物(wu)層(ceng)有(you)助(zhu)於(yu)氧(yang)化(hua)還(hai)原(yuan)分(fen)子(zi)吸(xi)附(fu)到(dao)電(dian)極(ji)上(shang)，使(shi)得(de)微(wei)型(xing)生(sheng)物(wu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)有(you)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)。在(zai)生(sheng)物(wu)層(ceng)中(zhong)，細(xi)菌(jun)產(chan)生(sheng)電(dian)子(zi)的(de)是(shi)一(yi)個(ge)複(fu)雜(za)的(de)過(guo)程(cheng)，其(qi)中(zhong)包(bao)含(han)有(you)不(bu)少(shao)酶(mei)催(cui)化(hua)的(de)反(fan)應(ying)。生(sheng)成(cheng)的(de)電(dian)子(zi)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)子(zi)轉(zhuan)移(yi)方(fang)式(shi)到(dao)達(da)陽(yang)極(ji)，這(zhe)些(xie)電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)方(fang)式(shi)都(dou)是(shi)相(xiang)當(dang)複(fu)雜(za)的(de)
，並(bing)且(qie)每(mei)種(zhong)細(xi)菌(jun)電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)的(de)方(fang)式(shi)都(dou)有(you)不(bu)同(tong)。以(yi)典(dian)型(xing)的(de)Shewanella Oneidensis MR-1細菌為例，有三種電子傳遞方式
，包括直接接觸、排泄可溶性氧化還原分子以及生物納米線傳導。在研究中，有70%的電子通過排泄可溶性氧化還原分子的方式傳遞，而直接接觸傳遞的電子對生產電流的大小影響很小。

過guo去qu基ji於yu紙zhi張zhang的de微wei型xing生sheng物wu燃ran料liao電dian池chi很hen少shao能neng持chi續xu數shu天tian
，且qie沒mei有you足zu夠gou的de時shi間jian讓rang生sheng物wu層ceng形xing成cheng，獲huo得de的de電dian流liu和he電dian壓ya大da部bu分fen來lai自zi於yu細xi胞bao外wai的de電dian子zi傳chuan遞di，這zhe並bing沒mei有you完wan全quan展zhan示shi出chu微wei型xing生sheng物wu燃ran料liao電dian池chi的de發fa電dian能neng力li。此ci次ci研yan究jiu揭jie示shi了le微wei型xing生sheng物wu燃ran料liao電dian池chi的de真zhen實shi發fa電dian能neng力li。愛ai荷he華hua州zhou立li大da學xue的de研yan究jiu人ren員yuan正zheng開kai發fa更geng好hao的de方fang法fa來lai控kong製zhi電dian流liu以yi及ji電dian壓ya穩wen定ding輸shu出chu，控kong製zhi環huan境jing測ce試shi可ke以yi幫bang助zhu係xi統tong輸shu出chu更geng加jia穩wen定ding的de結jie果guo。為wei了le使shi該gai電dian池chi有you更geng好hao的de實shi用yong性xing和he更geng低di的de成cheng本ben，研yan究jiu人ren員yuan還hai將jiang研yan究jiu如ru何he去qu除chu電dian池chi中zhong的deNafion和鐵氰化鉀。