Pin sinh học độc đáo sử dụng vi khuẩn tạo ra điện năng

Các nhà khoa học đạt được bước đột phá lớn với pin "vi khuẩn" tái sử dụng. Theo Interesting Engineering, những viên pin tái sử dụng mới này được làm từ thép không gỉ và có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ. Điểm đặc biệt là những viên pin sinh học này không cần lithium hay bất kỳ hóa chất độc hại nào.

Các nhà khoa học tại Đại học Binghamton đã phát triển loại pin sinh học độc đáo sử dụng vi khuẩn để tạo ra điện năng.

Tại Đại học Binghamton, Giáo sư Seokheun "Sean" Choi đã dành hơn 10 năm nghiên cứu để tạo ra một loại pin sinh học tái sử dụng. Tuy nhiên, sau khi hợp tác với trợ lý Giáo sư Dehao Liu, chuyên gia về kỹ thuật cơ khí và công nghệ in 3D bằng phương pháp nung chảy bột laser (LPBF), Choi đã tìm ra giải pháp cho pin sinh học của mình.

Công nghệ LPBF sử dụng in 3D để tạo ra các cấu trúc kim loại có thể tùy chỉnh. Nhờ đó, hai phòng thí nghiệm đã tùy chỉnh các bộ phận khác nhau của pin, tạo ra một sản phẩm cuối cùng chính xác hơn.

"Kết quả? Một hệ thống có thể xếp chồng, trong đó sáu viên pin sinh học nhỏ tạo ra gần 1 miliwatt, đủ để cung cấp năng lượng cho một màn hình LCD 3,2 inch", Interesting Engineering giải thích.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Energy and Sustainability Research đã cung cấp một phương pháp khả thi để tạo ra pin sinh học, tối ưu hóa hiệu suất và cải thiện quá trình lắp ráp.

Từ góc độ môi trường, pin sinh học của Giáo sư Choi là một bước tiến lớn vì chúng có thể tái sử dụng và không cần đến các vật liệu độc hại. Pin sinh học là một giải pháp bền vững thay thế cho pin thông thường, bởi chúng sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo và có khả năng phân hủy sinh học.

Pin sinh học cũng mang lại giải pháp tiết kiệm chi phí hơn, vì các vật liệu cần thiết dễ kiếm và có thể sản xuất với chi phí thấp. "Bạn có thể tháo rời các tế bào vi khuẩn và tái sử dụng chúng và chúng tôi đã chứng minh rằng sau nhiều lần sử dụng, mức năng lượng vẫn được duy trì", Giáo sư Choi chia sẻ với Interesting Engineering.

Trong tương lai, hai phòng thí nghiệm đang khám phá các phương pháp để in 3D tất cả các thành phần cần thiết để chế tạo pin sinh học, bao gồm cực dương, cực âm và nắp kín.

"LPBF lý tưởng cho pin sinh học vì nó cho phép tạo ra các cấu trúc 3D có độ chính xác cao, tùy chỉnh với hình dạng phức tạp, điều này rất quan trọng để tối đa hóa diện tích bề mặt và mật độ năng lượng", trợ lý Giáo sư Dehao Liu nói với Interesting Engineering.

Đức Bình