[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Nhóm phát triển pin sinh học sử dụng vi khuẩn để tạo ra năng lượng trong nhiều tuần
Nguồn: Anwar Elhadad và cộng sự, Tạp chí Nguồn điện (2022). DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2022.231487
Khi nhu cầu công nghệ của chúng ta ngày càng phát triển và Internet of Things ngày càng kết nối các thiết bị và cảm biến của chúng ta với nhau, việc tìm ra cách cung cấp năng lượng ở các địa điểm xa xôi đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu ngày càng mở rộng.
Giáo sư Seokheun "Sean" Choi — một giảng viên của Khoa Điện và Máy tính tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Thomas J. Watson của Đại học Binghamton — đã làm việc trong nhiều năm về pin sinh học, tạo ra điện thông qua sự tương tác của vi khuẩn.
Một vấn đề mà anh ấy gặp phải: Pin có tuổi thọ giới hạn trong vài giờ. Điều đó có thể hữu ích trong một số trường hợp nhưng không hữu ích cho bất kỳ loại giám sát lâu dài nào ở các vị trí từ xa.
Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Nguồn điện, Choi và các cộng sự của ông đã phát triển một loại pin sinh học "plug-and-play" có thể kéo dài hàng tuần tại một thời điểm và có thể xếp chồng lên nhau để cải thiện điện áp đầu ra và dòng điện. Đồng tác giả của nghiên cứu là từ Phòng thí nghiệm Hệ thống vi sinh và Điện tử của Choi: hiện tại là Tiến sĩ. sinh viên Anwar Elhadad, và Lin Liu, Ph.D. (hiện là phó giáo sư tại Đại học Seattle Pacific).
Pin trước đây của Choi có hai vi khuẩn tương tác để tạo ra năng lượng cần thiết, nhưng lần lặp lại mới này sử dụng ba vi khuẩn trong các khoang thẳng đứng riêng biệt: "Vi khuẩn quang hợp tạo ra thức ăn hữu cơ sẽ được sử dụng làm chất dinh dưỡng cho các tế bào vi khuẩn khác ở dưới cùng là vi khuẩn sản xuất điện, và vi khuẩn ở giữa sẽ tạo ra một số chất hóa học để cải thiện quá trình chuyển điện tử. "
Ứng dụng thách thức nhất cho Internet of Things, Choi tin rằng, sẽ là các mạng cảm biến không dây được triển khai mà không cần giám sát trong các môi trường xa xôi và khắc nghiệt. Những cảm biến này sẽ ở xa lưới điện và khó có thể tiếp cận để thay thế pin truyền thống khi chúng bị hỏng. Bởi vì những mạng lưới đó sẽ cho phép mọi nơi trên thế giới được kết nối, quyền tự chủ là yêu cầu quan trọng nhất.
"Hiện tại, chúng tôi đang ở mức 5G và trong vòng 10 năm tới, tôi tin rằng nó sẽ là 6G", ông nói. "Với trí thông minh nhân tạo, chúng ta sẽ có một số lượng khổng lồ các thiết bị thông minh, độc lập, luôn hoạt động trên các nền tảng cực kỳ nhỏ. Làm thế nào để bạn cung cấp năng lượng cho các thiết bị thu nhỏ này? Các ứng dụng thách thức nhất sẽ là các thiết bị được triển khai trong môi trường không có người giám sát. Chúng tôi không thể đến đó để thay pin, vì vậy chúng tôi cần những máy thu năng lượng thu nhỏ. "
Choi so sánh những tấm pin sinh học mới này — có kích thước 3 cm x 3 cm vuông — với những viên gạch Lego có thể được kết hợp và cấu hình lại theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào công suất điện mà cảm biến hoặc thiết bị cần.
Trong số những cải tiến mà ông hy vọng sẽ đạt được thông qua nghiên cứu sâu hơn là tạo ra một gói có thể nổi trên mặt nước và tự phục hồi để tự động sửa chữa các thiệt hại phát sinh trong môi trường khắc nghiệt.
"Mục tiêu cuối cùng của tôi là làm cho nó thực sự nhỏ," anh nói. "Chúng tôi gọi đây là 'bụi thông minh', và một vài tế bào vi khuẩn có thể tạo ra năng lượng đủ để vận hành nó. Sau đó, chúng tôi có thể rắc nó xung quanh nơi chúng tôi cần."
