Bacterial-Based Micro Fuel Cells

细菌微型燃料电池

基本信息

  • 批准号:
    0300542
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2003-04-15 至 2007-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Micro power supply sources generated directly from biological organisms will have great impact for systems of all dimensions, starting from nanotechnology, to microsystems, and to macro scale devices. The motivation of the project came from the observation of the energy cycle from "nature" - energy in the form of light coming from sun assists the photosynthesis process in green plants that convert carbon dioxide and water into glucose. Animals take green plant as the food for glucose support and in the aerobic respiration process, convert glucose and oxygen into carbon dioxide, water and ATP (adenosine triphospate). We propose to extract energy from these energy translation processes by building up artificial fuel cells to interact with living bacteria for engineering applications, such as to power nano or micro devices. Moreover, because these processes actually occur at the cellular level, they are perfect power sources for nano and micro systems that we will focus our efforts on. Leveraging from our core competencies in MEMS fabrication and the advantage of high surface area-to-volume ratio in the small scale for more effective electrodes, we set the goals of this bacteria-based micro fuel cells as to develop 1) micromachined microbial fuel cells (mMFC) that use glucose as the fuel and 2) micro photosynthesis electrochemical cells (mPEC) that convert light to electrical power with the assistance of bacteria. For broader impacts, PI plans to offer summer projects for the SUPERB (Summer Undergraduate Program in Engineering Research at Berkeley) program at UC-Berkeley. The program is targeted to students of color, first-generation college students, educationally disadvantaged students, or students from historical minority institutions.
直接从生物生物体产生的微电源将对从纳米技术开始,微系统到宏观尺度设备的所有维度的系统产生巨大影响。 该项目的动机来自从“自然”中观察到的能量周期 - 来自太阳的光形式的能量有助于将二氧化碳和水转化为葡萄糖的绿色植物的光合作用过程。 动物将绿色植物作为葡萄糖支持的食物,在有氧呼吸过程中,将葡萄糖和氧气转化为二氧化碳,水和ATP(腺苷三院)。 我们建议通过建立人造燃料电池与活细胞相互作用,以用于工程应用,例如为纳米或微设备提供工程应用,从而从这些能量翻译过程中提取能量。 此外,由于这些过程实际上发生在细胞级别,因此它们是纳米和微型系统的理想能力来源,我们将集中精力。 Leveraging from our core competencies in MEMS fabrication and the advantage of high surface area-to-volume ratio in the small scale for more effective electrodes, we set the goals of this bacteria-based micro fuel cells as to develop 1) micromachined microbial fuel cells (mMFC) that use glucose as the fuel and 2) micro photosynthesis electrochemical cells (mPEC) that convert light to electrical power with the assistance of bacteria. 对于更广泛的影响,PI计划在UC-Berkeley提供夏季项目(伯克利工程研究的夏季本科课程)。 该计划针对有色人种,第一代大学生,受教育不利的学生或来自历史少数族裔机构的学生。

项目成果

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