微生物薄膜湿气发电机:柔性和自愈性的研究

作者：仇英儒; 任国平; 马雍基; 周顺桂; 胡启昌

来源：中国科学 技术科学, 2022, 1-10.

• 微生物薄膜
• 柔性
• 快速自愈
• 湿气发电
• 水伏

湿气发电机作为一种新兴的能源技术,可利用环境湿气的能量产生电能,在绿色能源领域受到研究者的广泛关注.本团队前期基于全细胞硫还原地杆菌在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃衬底上制备了微生物薄膜湿气发电机(b-HEG),表现出优异的产电性能,但单调的刚性结构严重限制了其在复杂工作条件下的应用.在此,本研究基于硫还原地杆菌薄膜和柔性衬底聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)-ITO,成功制备出具有快速自愈功能和高度柔韧性的b-HEG.该发电机可产生0.65 V的最大开路电压, 6.4μA的短路电流和1.087μW/cm~2的输出功率密度,且持续产电时长超过48 h不衰减. b-HEG具有任意折叠弯曲和快速自愈的特性:在切断微生物薄膜失去发电功能后, b-HEG可在1.5 min内100%恢复其柔韧性和产电能力,并可多次循环自愈,这避免器件在未来工作过程中发生形变或断裂损伤导致失效,实现器件在复杂工作环境下的可持续产电功能.同时,该发电机制造工艺简单、成本低廉且零污染、零碳排放,对全球碳中和与绿色能源技术的发展具有重要意义.

• 单位
  机电工程学院; 福建农林大学