宾汉姆顿大学团队利用3D打印技术助力生物电池新突破

打印派   2025-08-05 12:45:41

美国宾汉姆顿大学的研究团队在生物电池领域取得了重大进展。该团队利用激光粉末床熔融(LPBF)3D打印技术,成功制造出具有精密微观结构的不锈钢阳极,显著提升了细菌驱动生物电池的性能。这一创新成果为可穿戴设备、植入式医疗设备以及偏远地区供电等应用场景提供了新的可能。

由宾汉姆顿大学教授Seokheun “Sean” Choi领导的研究团队,与助理教授Dehao Liu合作,将金属增材制造方法引入生物电池核心组件的开发。传统的生物电池阳极多采用碳或聚合物材料,但这些材料在细菌定植、营养输送和废物清除方面存在局限。研究团队通过LPBF 3D打印技术,精确控制不锈钢阳极的微观结构,为其创造了一个理想的“家园”,促进了细菌的密集定植和高效电化学反应。

与传统的二维平面阳极相比,3D打印的阳极能够更有效地利用表面积,使细菌在保持对营养物质获取的同时,实现高密度的聚集。在实验中,研究人员将多个生物电池串联起来,成功产生了近1毫瓦的电能,足以点亮一个小型LCD屏幕。这一功率输出在Choi教授团队以往的设计中位居前列,标志着生物电池在实用化道路上迈出了坚实一步。

未来,该团队计划进一步优化制造流程,探索将所有生物电池组件进行集成3D打印的可能性,以实现更高效、更紧凑的制造。此外,他们还将致力于开发更有效的电源管理策略,以期进一步提升生物电池的整体效率。此项研究不仅展示了3D打印技术在新能源领域的巨大潜力,也为可持续、环保的能源解决方案提供了新的思路。



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