当前位置: 光伏网 » 太阳能资讯 » 光热发电 » 正文

电鳗式人造发电器官研制成功

日期:2017-12-19    来源:中国科技网

国际太阳能光伏网

2017
12/19
09:35
文章二维码

手机扫码看资讯

关键词: 电鳗 电源 电子设备 光热发电

  一种受电鳗启发研制而成的灵活且透明的电源,可以用来为身体佩戴的电子设备供电,比如心脏起搏器、植入式传感器甚至假肢器官。

研究人员在12月13日出版的《自然》杂志上描述了这种电源的原型——其在盐和水的溶液中运行,但研究人员希望未来的版本能够从体液中获得能量。

电鳗

“我们的人造发电器官有很多传统电池没有的特征。”Thomas Schroeder说。他是美国安阿伯市密歇根大学的一名化学工程师,同时也是这项研究的联合负责人之一。Schroeder说,除了其理想的物理特性外,“它并没有潜在的毒性,同时可在潜在的可再生电解质溶液中运行”。

为了设计一种不会引起生物排斥的电源,Schroeder和他的同事从刀鱼或电鳗中获得了灵感,这些鱼类可以通过发出高达600伏特的电荷来保护自己,同时捕捉猎物。

电鳗会利用被称为发电细胞的特殊细胞来产生这些强大的电流。发电细胞存在于电鳗身体的大部分区域。这些细胞内的电解质浓度变化产生了一种携带电荷的离子流。虽然每个单独的细胞只产生很小的电压,但电鳗有成千上万个串联在一起的发电细胞,从而将所有的电压都累加在一起。

Schroeder的研究小组用由聚丙烯酰胺和水组成的4种不同的水凝胶,模拟了发电细胞的解剖结构,然后将大约2500个这样的单元组合在一起。

这个合成系统产生了110伏特的电位差。但是它的总输出功率比电鳗所能达到的水平要小2到3个数量级,这是因为电鳗的发电细胞更薄,因此电阻也更小。

Schroeder指出,从理论上讲,人造电池所产生的能量足以运行现有的超低功率设备,包括一些心脏起搏器和植入式传感器。但研究小组认为,应该有可能大幅度提高系统的性能,例如通过让水凝胶膜更薄以减少它们的电阻。

电鳗利用能量代谢来维持发电细胞之间的电解质浓度差异。Schroeder希望他们最终也能模仿这一能力。他说:“可以想象,我们有一天可能会采用将体内不同的液体接入我们的人造发电器官这样的方案。”

Markus Buehler是剑桥市麻省理工学院的材料科学家和工程师,他对该团队的设计印象深刻。Buehler说,这是“超越传统思维的令人兴奋的进步”。“我预计在不久的将来会开发这种新技术。”

电鳗是裸背电鳗科的鳗形南美鱼类,能产生足以将人击昏的电流,是放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压可达300~800伏特,因此电鳗有水中的“高压线”之称。它不是真正的鳗类,而与鲇形目的种类近缘。世界上已知的发电鱼类达数十种,其他会放电的鱼类还有电鲇、电鳐等。

电鳗分布于南美洲亚马逊流域的圭亚那地区,多在浅水的池沼或水体较混浊的岸边活动,体型很大,是原产地著名的食用鱼。其高超的放电本领使其成为十分出名的鱼类,可作为水族馆中的展示鱼或观赏鱼。

返回 国际太阳能光伏网 首页

光伏资讯一手掌握,关注国际能源网 " 光伏头条 " 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发文章

扫码关注

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能网 国际氢能网 国际充换电网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网
×

购买阅读券

×

20张阅读券

20条信息永久阅读权限

19.9

  • ¥40.0
  • 60张阅读券

    60条信息永久阅读权限

    49.9

  • ¥120.0
  • 150张阅读券

    150条信息永久阅读权限

    99.9

  • ¥300.0
  • 350张阅读券

    350条信息永久阅读权限

    199.9

  • ¥700.0
  • 请输入手机号:
  • 注:请仔细核对手机号以便购买成功!

    应付金额:¥19.9

  • 使用微信扫码支付
  • 同意并接受 个人订阅服务协议

    退款类型:

      01.支付成功截图 *

    • 上传截图,有助于商家更好的处理售后问题(请上传jpg格式截图)

      02.付款后文章内容截图 *

    • 上传截图,有助于商家更好的处理售后问题(请上传jpg格式截图)

      03.商户单号 *

      04.问题描述