Działania, które doprowadziły do osiągnięcia tego rezultatu, opierały się na elektroaktywnych mikroorganizmach. Te stanowią podstawę działania niewielkich rozmiarów akumulatora o przenośnym charakterze. Przedstawiciele Chińskiej Akademii Nauk wyjaśniają, że energia elektryczna pochodzi z aktywności metabolicznej bakterii i może zostać samodzielnie naładowana nawet 10-krotnie.
Czytaj też: Niemcy stworzyli ogniwo słoneczne, które jest zdecydowanie tańsze. W tle aż 10-krotna redukcja
Publikacja na ten temat znajduje się w Advanced Materials, a jej autorzy podkreślają, że hydrożele znajdujące się wewnątrz tej konstrukcji zawierają przewodzące biofilmy, które umieszczono w matrycy alginianowej. Jako że hydrożele można wytwarzać za sprawą technologii druku 3D, to proces produkcji nie powinien sprawiać większych problemów. Poza tym, co szczególnie istotne, zachowana elektroaktywność przekłada się na sprawne wytwarzanie elektronów i redukcję tlenku grafenu.
Takie urządzenie ma zaledwie 3,2 milimetra wysokości i około 20 milimetrów średnicy. Żywy hydrożel pełnił rolę atramentu bioanodowego, natomiast hydrożel alginianowy sprawdza się w formie atramentu katodowego. Z kolei membrana Nafion odgrywa funkcję membrany wymiany jonowej.
Biobateria opracowana przez chińskich naukowców wykorzystuje biofilmy bakterii z gatunku Shewanella oneidensis
Biofilmy bakterii z gatunku Shewanella oneidensis zamknięto w hydrożelach alginianowych. Takowe – drukowane w 3D – mogą przyjmować wiele różnych kształtów i rozmiarów. W toku pomiarów członkowie zespołu badawczego określili, że pojemność właściwa takiego urządzenia wynosi 0,4 mAh g−1, maksymalna gęstość mocy to około 8,31 µW cm−2, podczas gdy gęstość energii 0,008 Wh/L.
Oczywiście takie osiągi są dalekie od możliwości oferowanych przez potencjalnie stosowane akumulatory, na przykład litowo-jonowe. Nie jest to jednak najważniejsze, ponieważ mówimy przede wszystkim o alternatywie kuszącej ze względu na brak stosowania drogich składników, których wydobycie jest szkodliwe dla środowiska.
Czytaj też: Od 10 lat próbowali wydajniej wytwarzać paliwo z wykorzystaniem słońca. Wreszcie doszło do przełomu
Cała konstrukcja została umieszczona w obudowie typowej dla baterii typu 2032. Wydajność kulombowska opiewa na 99,5%, natomiast żywotność ogniw przekracza 90%. Ale gdzie korzystać z tego typu narzędzi? Mówi się chociażby o stymulacji nerwów czy też zasilaniu przenośnych urządzeń bioenergetycznych.