2016年7月5日
爱荷华州立大学的科学家展示了概念验证3D基于纸张的微生物燃料电池（MFC），该燃料电池（MFC）使用毛细管动作通过MFC系统指导液体，并消除了外部功率的要求。他们的发现已在《技术》杂志上报道。
该设备使Shewanella Oneidensis MR-1（黄色）和铁氰化钾（白色）流流入腔室。将质子交换膜放置在两个腔室之间，以分离两种液体，并允许在动脉分解中释放的带正电荷的离子从阳极流向阴极。（信用技术）
由于阳极上生物膜的形成，在纸基MFC中产生电流，该纸质MFC运行了五天。该系统产生1.3μW的功率和52.25μa的电流，产生的功率密度约为25 W/m3对于这项研究。这些发现表明，基于纸张的MFC可以在不使用任何外部功率的情况下以环保的方式产生动力。
该设备中创建的所有功率都是可用的，因为不需要电力即可通过设备运行流体。这对于这些设备的进步及其应用的扩展至关重要。
爱荷华州立大学机械工程助理教授Nastaran Hashemi博士
当前测量的发现是由于测试中碳布上生物膜的形成证明了发生的生化反应。这很重要，因为生物膜在MFC的电流产生中起着重要作用。生物膜的大小及其厚度的增加最终导致当前产量增加。分离细菌细胞在复杂的过程中代谢富含电子物质，涉及许多酶催化反应。
使用电子传输模式之一，电子可以自由移动向阳极。电子传输非常复杂，可以证明它是每种细菌所独有的。在Shewanella Oneidensis MR-1的情况下，主要鉴定出将电子从每个细菌细胞驶向阳极的方法是通过排出的可溶性氧化还原分子，直接接触和生物纳米线的。
排出的可溶性氧化还原分子用作细胞外电子班车，构成了从每个细菌细胞到电极的电子转移机制的70％。还已经证明，每个S. Oneidensis MR-1和电极之间的直接接触对电流的产生有微不足道的影响，从而有助于介导的电子转移机制。生物膜有助于将氧化还原分子吸附到电极上，这意味着它们在高功率密度MFC中至关重要。
从基于纸张的MFC的发电的报告并不多，这些报道持续了几天。没有足够的时间来形成生物膜，报告的电流和功率数据主要与细胞外电子转移有关，这并不能完全表示MFC的电气产生能力。该仪器首次证明了更长的使用时间和独立运作的能力。这是一种可以提高MFC可能起作用的情况的发展。
目前，爱荷华州立大学的研究人员正在探索更好的调节电压输出的选择。通过控制环境测试，将有适当的系统输出调节，从而改善结果。为了最佳使用并降低成本，研究人员还热衷于探索不需要使用Nafion和钾铁酰胺的仪器。Niloofar Hashemi，Joshua Lackore，Farrokh Sharifi，Payton Goodrich和Megan Winchell是本文的其他合着者。
资源：http://www.worldscientific.com