Ngày 21 tháng 1 năm 2025
Các nhà khoa học Thụy Sĩ đã phát triển một loại pin sống có khả năng phân hủy sinh học có khả năng cung cấp năng lượng cho các cảm biến môi trường. Cảm biến môi trường rất hữu ích trong việc thu thập dữ liệu nhưng chúng thường gặp sự cố về nguồn điện. Giải pháp của các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ là pin có thể phân hủy sinh học được in 3D.
Loại pin này sử dụng quá trình trao đổi chất của hai loại nấm khác nhau để tạo ra năng lượng, hoạt động giống như pin nhiên liệu vi sinh vật. Từ 300 đến 600 mV, như đã báo cáo trong bài báo Hóa học & Kỹ thuật bền vững ACS, hiệu suất không đặc biệt cao nhưng đủ để chạy cảm biến nhiệt độ bốn cell trong hai ngày rưỡi. Thông thường, nghiên cứu môi trường và nông nghiệp sử dụng các cảm biến này.
Vì các pin nhiên liệu này trước đây sử dụng vi khuẩn nên kỹ thuật này không hẳn là mới. Nhưng phát minh này do nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm vật liệu gỗ và xenlulo của Empa thực hiện, là lần đầu tiên hai loại nấm riêng biệt được sử dụng để sản xuất một pin nhiên liệu chức năng. Trong khi cực âm sử dụng nấm thối trắng tạo ra enzyme để vận chuyển electron thì cực dương sẽ giải phóng electron bằng cách sử dụng men làm bánh thông thường.
Quy trình tạo ra bao gồm in 3D một loại mực bao gồm cellulose và tế bào nấm, trong đó các mảnh than chì và muội than được thêm vào để dẫn điện. Để giữ cho vật liệu dẫn điện và có khả năng phân hủy sinh học, loại mực này được thiết kế để thúc đẩy sự phát triển của nấm và duy trì khả năng sống của tế bào.
Bằng cách ăn thêm các phân tử đường và khi lượng đường cạn kiệt, chính xenlulo, nấm cũng góp phần làm hỏng pin. Khi nước và chất dinh dưỡng được thêm vào, các tế bào được bọc trong sáp ong, có thể được giữ khô, sẽ hoạt động.
Trong tương lai, nhóm Empa dự định nghiên cứu thêm nhiều loài nấm có thể phù hợp với công nghệ này và cải thiện chức năng cũng như độ bền của pin nấm. Theo họ, nấm có tiềm năng chưa được khai thác trong khoa học vật liệu và đáng được nghiên cứu sâu hơn.
Luôn cập nhật mới nhất về công nghệ và đổi mới với thông tin cập nhật từCode Labs Academy.