The future of batteries? Made with paper and powered by bacteria

Research at Binghamton University in New York has developed a system to generate energy using a sheet of paper folded in two and powered by bacteria

A battery powered by bacteria. No, it is not the gimmick of a new science fiction movie but the project carried out by some researchers at Binghamton University in New York. For the moment it is not able to generate much energy but in emergency situations can also save a life.

The research for the bacteria battery. The bacteria battery needs only a simple sheet of paper to work. This reduces the time and cost of production and most importantly would make it possible for future development to use energy in inaccessible or underdeveloped areas. “Possono essere un modo semplice ed economico per usare alcuni dispositivi per la diagnostica in quei luoghi della Terra dove è impossibile arrivare con altri alimentatori elettrici”. È stato questo il commento del professore di Ingegneria e Scienze applicate, nonché responsabile del laboratorio di Bioingegneria elettronica e microsistemi a Binghamton, Thomas J. Watson.

Come funziona la biobatteria di carta

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La biobatteria di carta alimentata da batteri

Usando la cromatografia su la metà di un foglio di carta viene posizionato un nastro adesivo di nitrato d’argento sotto uno strato di cera al fine di creare un catodo. Sull’altra metà del foglio viene costruito un serbatoio con un polimero conduttivo. Le due parti vengono poi accuratamente piegate e al loro interno vengono rilasciate alcune gocce contenenti dei batteri. Al momento tutto il processo richiede un lavoro manuale molto preciso perché anche dei piccoli strati disallineati possono interferire con il funzionamento della batteria stessa. Se uniamo tra loro più foglio ovviamente il potere della batteria aumenta. Per ora gli scienziati sono in grado di generare 31.51 microwatt a 125.53 microampere sfruttando sei batterie in due pile da tre. Mentre con una costruzione 6×6 si arriva al massimo a 44.85 microwatt a 105.89 microampere.

Come potranno essere impiegate le biobatterie?  

Per alimentare una lampadina da 40 watt ci vorrebbero milioni di batterie di carta ma la ricerca sta crescendo in maniera esponenziale la potenza dell’alimentatore. E comunque in parte già questo sistema riesce ad alimentare piccoli sensori che possono salvare la vita di una persona. Per esempio possono monitorare i livelli di glucosio nei pazienti con diabete, o rilevare gli agenti patogeni in un corpo.

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Il futuro per le batterie di carta

Le batterie di carta non sono una novità assoluta ma hanno un grandissimo potenziale nel futuro dei bio-alimentatori, come spiega lo stesso Choi, l’assistente del professor Watson nel progetto: “Tra le molte batterie cartacee flessibili e integrative, la tecnologia delle celle a combustibile microbico è senza dubbio il più sottosviluppato. We are excited about our work because microorganisms can harvest electricity from any kind of biodegradable source, even wastewater. I believe this kind of bio-battery made from paper can be a viable energy source for the future." Batteries developed by Choi's research group saw the light of day back in 2015 with a small paper power supply in the shape of a matchbox. While this year's look more like a small ninja star.