燃料電池靠唾液驅動

唾液可能成為醫療裝置的新型可再生能源

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穆罕默德·穆斯塔法·侯賽因是沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的電氣工程教授,他幾乎將所有時間都投入到構建極其微小的裝置上。“你把東西做得非常小,就能得到快速的結果,”他說。因此,在 2010 年,當他著手開發一種豐富的可再生能源,可用於極其偏遠地區可能淨化水或診斷疾病的機器時,他不可避免地會從小處著手。例如,微型微生物燃料電池將是一個自然的起點。然而,他選擇用唾液為燃料電池供電並非必然。

使用唾液的想法來自侯賽因的同事賈斯汀·E·明克,當時她是他的實驗室的博士候選人(現在是陶氏化學的研究員)。當時,明克正試圖為糖尿病患者構建葡萄糖監測裝置,其電源要足夠小,可以放入體內胰腺附近。微生物燃料電池——透過將有機物(唾液中富含)餵給細菌來發電,細菌反過來產生電子——是他們專案的自然選擇。因此,兩人使用了一個高導電性石墨烯電極,裝載了以唾液為食的細菌,並在幾周內產生了近一微瓦的功率,即百萬分之一瓦。

一微瓦的功率非常小,但對於晶片實驗室裝置、診斷工具和監測工具(如明克的糖尿病追蹤器)來說已經足夠了。侯賽因正在與 3D 列印人造器官的公司合作,將他的燃料電池整合到人造腎臟中,在人造腎臟中,各種體液將提供燃料。他說這僅僅是他擴大規模的第一步:他的長期目標是從工廠有機廢棄物中發電,為貧困國家的海水淡化廠供電。

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