
密西根科技大學的一個研究團隊正在研發一種新型的海洋微生物燃料電池,這種電池能夠直接利用海水中的天然有機物質與本土細菌持續產生電力,為水下感測器提供一種持久且免維護的供電方案。
傳統的水下監測裝置通常依賴一次性化學電池,這類電池不僅壽命有限,還需要頻繁派遣船隻進行回收與更換,導致運作成本居高不下。為了解決這個問題,研究團隊轉而採用生物電化學方法——建構一個以活體微生物為「催化劑」的燃料電池系統。這種電池能富集海水中自然存在的電活性細菌群落,在陽極氧化有機物並釋放電子;隨後,這些電子經由外部電路傳導至陰極,在那裡與水中的溶解氧發生反應,從而產生穩定的電流。
為了提升細菌的附著能力與電子傳遞效率,研究團隊創新性地採用高比表面積的活性碳作為陽極基材,顯著促進導電性生物膜的快速形成與長期穩定性。該原型系統已在切薩皮克灣的真實海洋環境中進行了連續30天的實地測試,全程自主運作並表現穩定。在下一階段,研究團隊計畫整合十組電池單元,進行大規模驗證,目標是實現水下感測系統長達12個月的無間斷、零人工干預運作。