Американские ученые создали биобатареи из бактерий

Ученые Бингемтонского университета в штате Нью­-Йорк создали биобатареи, которые вырабатывают электричество за счет взаимодействия бактерий. Изобретатели надеются, что эти источники помогут развертывать беспроводные сенсорные сети.

Идея бактериальных батарей далеко не нова. «Эта технология существует более 100 лет, но в основном в макромасштабном формате, — ​говорит профессор Чхве Сок Хын, руководитель группы разработчиков. — ​Для питания бактерий используют сточные воды. Мы занимаемся миниатюризацией биобатарей, хотим сделать их портативными».

У группы целый ряд проектов миниатюрных бактериальных батареек на разных подложках: бумага, ткань и др. Но все имеют серьезный недостаток — ​работают максимум несколько дней. Новое детище, элемент питания площадью 3 см2, может давать электроэнергию несколько недель.

Биобатарейка использует три вида бактерий: первые поглощают энергию солнечного света, вторые превращают продукты жизнедеятельности первого вида в питательные вещества для третьего вида, который и вырабатывает электроэнергию. «Бактериальный метаболизм связан с переносом электронов в окружающую среду, — ​объясняет Чхве Сок Хын. — ​Если мы будем контролировать акцепторы электронов, мы сможем собирать электроны. Это и есть принцип действия бактериальных батарей».

Основная сфера применения биобатареек — ​беспроводные сенсорные сети, развертываемые в отдаленных, труднодоступных локациях. «Сейчас у нас есть 5G, и я верю, что в ближайшие 10 лет будет 6G, — ​размышляет Чхве Сок Хын. — ​Благодаря искусственному интеллекту у нас появится огромное количество умных, автономных, постоянно включенных устройств на очень маленьких платформах. Как питать эти устройства? Сложнее всего придется с теми, что развернуты вдали от электросетей. Нам понадобятся миниатюрные необслуживаемые источники питания».

Команда Чхве Сок Хына собирается совершенствовать свою разработку. «Мы пытаемся улучшить энергетические характеристики, сделать батареи более мощными, — ​говорит ученый. — ​Кроме того, сейчас мы разрабатываем множество других элементов питания с разными типами бактерий. Например, кишечные бактерии потенциально могут использоваться для питания любых носимых и имплантируемых устройств».