Yeni kağıt bazlı biyoyakıt hücresi: yüksek verimlilik, çevre koruma, düşük maliyet, üretimi kolay!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Binghamton Üniversitesi, yalnızca biyolojik olarak parçalanabilen değil, aynı zamanda öncekinden daha verimli olan kağıt bazlı bir mikrobiyal yakıt hücresi geliştirdi.
arka fon
Kağıt yapımı, eski Çin'deki dört büyük icattan biridir. Kağıt, eski Çin'de çalışan insanların bilgeliğinin kristalleşmesidir ve insan uygarlığı tarihinde olağanüstü bir icattır. Günümüzde kağıt, banknotlar, mendiller, test kağıtları, kitaplar vb. Gibi insan yaşamının birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Günümüzde ortaya çıkan elektronik teknolojisi, uzun bir geçmişi olan kağıda yeni bir canlılık kazandırmıştır. Papertronics, gelişen teknolojinin umut verici bir alanıdır. Kağıt ile kombinasyon, elektronik ürünlerin geleneksel hacim ve sertlik imajından kurtulmasına ve esnek, hafif ve biyolojik olarak parçalanabilir hale gelmesine olanak tanır. Ayrıca kağıt, düşük maliyet ve geri dönüştürülebilirlik avantajlarına da sahiptir.
Bilim adamları, transistörler, ekranlar, piller, sensörler, akıllı etiketler vb. Gibi her türlü kağıt elektronik ürünü geliştirdiler.
Esnek bir kağıt alt tabaka üzerinde transistörler (fotoğraf kaynağı: Emily Cooper)
Kağıt alt tabaka üzerinde organik ışık yayan diyotlar (Resim kaynağı: Jin-Young Kim / Sungkyunkwan Üniversitesi)
Kağıt alt tabaka üzerinde esnek güneş dizisi (Fotoğraf kredisi: Patrick Gillooly / Massachusetts Teknoloji Enstitüsü)
Kağıt tabanlı tıbbi teşhis cihazı (Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi / Aniket Pal)
Kağıt üzerinde RFID etiketleri (Resim kaynağı: Eric Brockmeyer / Disney Araştırma Enstitüsü)
Daha sonra, ABD, Binghamton Üniversitesi, Thomas Watson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nde yardımcı doçent olan Seokheun "Sean" Choi'nin araştırma sonuçlarına odaklanalım.
Yazar, Haziran 2016'da, Profesör Choinin ekibinin tek kullanımlık kağıt tabanlı biyosensörler ve diğer mikro cihazları çalıştırabilen origami dart tarzı bir mikrobiyal yakıt hücresi geliştirdiğini duyurdu.
(Fotoğraf kredisi: Jonathan Cohen / Binghamton Üniversitesi)
Yazar, Aralık 2016'da, Profesör Choinin ekibinin bakterilerle çalışan bir kağıt pil geliştirdiğini ve biyosensörlere güç sağlamakla kalmayıp aynı zamanda çevreyi de arındırdığını duyurdu.
(Resim kaynağı: Binghamton Üniversitesi)
Bilimsel topluluk, yıllardır kağıt pilleri geleneksel pillere çevre dostu bir alternatif olarak görüyor. Bununla birlikte, bilim adamları tarafından önerilen tasarım şemalarının çoğu yeterince güçlü değildir Bu kağıt pillerin üretimi zordur ve gerçekten biyolojik olarak parçalanabilir olup olmadıkları hala sorgulanabilir.
Yenilikçilik
Ancak Hamilton Üniversitesi'nden Profesör Choi'nin kağıt bazlı piller alanındaki son araştırma sonuçlarının yukarıdaki sorunları çözmesi bekleniyor.
Bu kez, okulun Kimya Bölümü'nden Profesör Choi ve Profesör Omowunmi Sadik, öncekinden daha yüksek verimliliğe sahip biyolojik olarak parçalanabilen kağıt tabanlı bir pil geliştirdiler. Profesör Choi, kağıt bazlı pilin tasarımından sorumluyken, Profesör Sadik pili kendi kendine yeten biyolojik bir pile dönüştürmekten sorumlu.
(Resim kaynağı: Binghamton Üniversitesi)
"Yeşil Biyobatiller: Hibrit Kağıt-Polimer Mikrobiyal Yakıt Hücreleri" (Yeşil Biyobatiller: Hibrit Kağıt-Polimer Mikrobiyal Yakıt Hücreleri) başlıklı araştırma makalesi Advanced Sustainable Systems dergisinde yayınlandı.
teknoloji
Pil, kağıt ve mühendislik polimerlerinin bir karışımını kullanır. Polimerler [poli (amik) asit ve poli (piromellitik dianhidrit-p-fenilendiamin]) bataryaya biyolojik olarak parçalanabilir özellikler kazandırmanın anahtarıdır.Ekip bataryanın suda bozulmasını test etti ve sonuçlar bataryanın suda önemli ölçüde bozulduğunu gösterdi. Özel cihazlar, koşullar veya diğer mikroorganizmaların girişi.
(Resim kaynağı: Binghamton Üniversitesi)
değer
"Polimer kağıt" yapısı hafif, düşük maliyetli ve esnektir. Choi, esnekliğin başka bir fayda da getirdiğini söyledi. Choi, "Esnek bir kağıt-polimer hibrit cihazı basitçe katlayarak veya istifleyerek gücü artırmak mümkündür" dedi.
Ekip, bu bio-pilin üretilme sürecinin çok basit ve net olduğunu ve malzemelerin gerekli konfigürasyona göre değiştirilebileceğini söyledi.
Choi şunları söyledi: "E-atıkların hızlı büyümesinin, e-atıkları azaltmanın mükemmel bir yolu olması bekleniyor. Hibrit kağıt pillerimiz, daha önce bildirilen kağıt bazlı mikroorganizmalardan daha yüksek bir güç-maliyet oranı sergiliyor. Pil çok daha yüksek. "
Anahtar kelime
Kağıt elektroniği, piller, çevre koruma
Referans
[1] https://www.binghamton.edu/news/story/1227/scientists-create-biodegradable-paper-based-biobatteries
2 Maedeh Mohammadifar, Idris Yazgan, Jing Zhang, Victor Kariuki, Omowunmi A. Sadik, Seokheun Choi. Yeşil Biyobatiller: Hibrit Kağıt-Polimer Mikrobiyal Yakıt Hücreleri Advanced Sustainable Systems, 2018; 1800041 DOI: 10.1002 / adsu.201800041
