Mỹ phát triển pin sinh học tạo ra điện nhờ 3 loại vi khuẩn, dùng trong nhiều tuần

[june04]

Các khối pin của Đại học Binghamton mô phỏng quá trình tạo năng lượng trong tế bào sinh học và có thể dễ dàng ráp với nhau để sử dụng.

Pin sinh học có thể tạo ra năng lượng suốt nhiều tuần. Ảnh: Đại học Binghamton

Nhóm nhà nghiên cứu tại Đại học Binghamton, New York, tìm ra cách khiến pin sinh học có thể sinh ra năng lượng suốt nhiều tuần với ba loại vi khuẩn khác nhau, Interesting Engineering hôm 23/6 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Power Sources.

Pin sinh học là giải pháp mới để cung cấp năng lượng cho các thiết bị bằng cách mô phỏng quá trình tạo ra năng lượng trong tế bào sinh học. Glucose là nguồn năng lượng phổ biến nhất mà sinh vật sống sử dụng. Khi enzyme trong tế bào phân giải glucose, nó cũng giải phóng các electron có thể dùng để chạy các thiết bị điện.

Seokheun Choi, giáo sư tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Thomas J. Watson thuộc Đại học Binghamton, nghiên cứu về pin sinh học nhiều năm và nhận thấy, sự tương tác của vi khuẩn có thể tạo ra đủ năng lượng để vận hành các thiết bị trong vài giờ.

Dù khả năng này rất hữu ích trong một số trường hợp, Choi cùng đồng nghiệp vẫn tìm cách tăng tuổi thọ cho pin. Trước đây, họ sử dụng hệ thống hai vi khuẩn để tạo ra điện cho pin sinh học. Trong nghiên cứu mới, họ sử dụng hệ thống ba vi khuẩn và đặt chúng vào những khoang riêng biệt.

"Một loại vi khuẩn quang hợp tạo ra thức ăn hữu cơ dùng làm chất dinh dưỡng cho các tế bào vi khuẩn khác bên dưới. Dưới cùng là vi khuẩn sản xuất điện, còn vi khuẩn ở giữa tạo ra một số hóa chất để cải thiện việc truyền electron", Choi giải thích.

Pin sinh học mới cũng có cách lắp ráp mới. Đặt trong các khối hộp 3 cm x 3 cm, loại pin này giống như khối Lego, có thể kết hợp và sắp xếp lại một cách dễ dàng. Tùy thuộc vào thiết bị cần lắp pin, người ta có thể sắp xếp những khối pin để tạo ra điện áp và dòng điện phù hợp.

Choi tin rằng 6G sẽ được triển khai toàn cầu trong thập kỷ tới và một lượng lớn các thiết bị nhỏ, thông minh và độc lập sẽ được sử dụng trong tương lai, có thể ở cả những nơi xa xôi và khắc nghiệt. Khi đó, pin sinh học sẽ rất hữu ích.

Trong tương lai, Choi mong muốn chế tạo loại pin có thể tự phục hồi khi chịu hư hại trong môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, mục tiêu cuối cùng của ông là khiến pin trở nên thật nhỏ gọn. "Chúng tôi gọi đó là 'bụi thông minh' và chỉ vài tế bào vi khuẩn cũng có thể tạo ra đủ năng lượng cho chúng. Sau đó, chúng tôi có thể rắc chúng ở những nơi cần thiết", ông bổ sung.