Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Binghamton, Mỹ, công nghệ này sẽ làm giảm chi phí và thời gian chế tạo pin, đồng thời cách mạng hóa việc sử dụng pin sinh học như một nguồn năng lượng ở những khu vực hẻo lánh, nguy hiểm hoặc có nguồn tài nguyên hạn chế.

Ông Seokheun Sean Choi, kỹ sư tại Đại học Binghamton, cho biết: "Pin giấy dùng một lần gần đây nổi lên như một cách đơn giản, chi phí thấp để cung cấp năng lượng cho các cảm biến chẩn đoán bệnh xét nghiệm nhanh tại chỗ".

Ông Choi cũng chia sẻ thêm rằng: "Loại pin này yêu cầu phải có đủ các thành phần như cực âm, cực dương và màng trao đổi proton (PEM). Pin được lắp ráp thủ công nên có thể xuất hiện một số vấn đề tiềm ẩn như bị lệch và gián đoạn giữa các lớp giấy, từ đó làm giảm lượng điện năng tạo ra. Ngoài ra, việc ô-xi xâm nhập vào pin cũng sẽ khiến quá trình hoạt động của các vi khuẩn khô trong pin giấy bị ảnh hưởng. Lượng điện tạo ra có thể bị suy giảm tùy vào mức độ xâm nhập của ô-xi.

Theo thiết kế, Choi và cộng sự Yang Gao đặt dải ruy-băng bạc nitrat (AgNO3) trên nửa mảnh giấy sắc ký bên dưới lớp sáp mỏng để làm cực âm. Ở nửa còn lại của mảnh giấy, họ tạo ra một bể chứa nhỏ làm bằng polymer dẫn điện, hoạt động như cực dương khi được đổ đầy bằng vài giọt nước thải chứa vi khuẩn. Khi mảnh pin giấy được gập lại để cực âm và cực dương tiếp xúc với nhau, pin sẽ tạo ra nguồn điện nhờ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn hay còn gọi là hô hấp tế bào.

Để giải quyết vấn đề tăng năng lượng đầu ra, nhóm nghiên cứu đã dùng thử phương pháp gấp và xếp chồng nhiều mảnh pin giấy lên nhau và cho kết quả khá thành công. 

Họ có thể tạo ra pin có công suất, cường độ dòng điện lần lượt là 31,51 microwatt (µW) và 125,53 microampe (µA) với cấu hình 6 pin xếp thành 3 dải song song. Công suất và cường độ dòng điện tạo ra là 44,85 µW, 105,89 µA với cấu hình pin 6x6.

Để thắp sáng cho một bóng đèn 40W thông thường, có thể cần phải dùng tới hàng triệu tấm pin giấy, tuy vậy trong các điều kiện khắc nghiệt và cần tính di động như trên chiến trường hay cần nguồn điện ở những nơi khan hiếm tài nguyên thì pin giấy sẽ là giải pháp tối ưu.

Hơn nữa, pin giấy sinh học cũng sẽ giúp con người giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong khi hầu hết các chất thải điện tử nằm ở bãi chôn lấp và xác pin có thể tạo ra các hóa chất độc hại gây độc cho môi trường. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm sự phân rã pin trong nước và ghi nhận phân hủy nhanh chóng mà không cần các yêu cầu tác động gì hay cả trong điều kiện đặc biệt nào...

Chi phí sản xuất thấp cũng sẽ là yếu tố thúc đẩy pin giấy trở thành sản phẩm phổ biến trong tương lai. Nhóm nghiên cứu cho rằng việc sản xuất pin sinh học là quá trình khá đơn giản và vật liệu này cho phép điều chỉnh năng lượng pin, tùy thuộc vào cấu hình cần thiết.

Hiện tại, mỗi tấm pin giấy có thời hạn sử dụng trong vòng 4 tháng, các nhà khoa học thuộc nhóm nghiên cứu vẫn đang cố gắng tìm ra các phương pháp để kéo dài thời gian sử dụng cũng như tăng hiệu suất năng lượng tạo ra từ sản phẩm này để tăng tính ứng dụng hơn nữa.

• Cảnh báo những chiêu trò lừa tiền mới của tin tặc

• Kingdom 101 - dự án "khủng" của Công ty Đông Dương đang nằm gọn trong tay ngân hàng

• Căn bệnh hiếm khiến cậu bé 6 tuổi trông như ông lão 60 tuổi

An An (t/h)