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中国科学院深圳先进技术研究院团队成功研制出直径仅20毫米的微型便携式微生物燃料电池，该电池整合生物电刺激装置，精准调节电生理和血压，在疾病治疗方面潜力巨大。生物电池性能卓越，环保优势明显，未来有望为低功耗设备供电，展现重要应用前景。

生物电池，又称微生物燃料电池，是一种利用电活性微生物代谢活动发电的新型生物能源装置。这种“活体电池”环境适应性强，生物相容性好，在生理监测、医疗设备供电及可持续能源供应中扮演重要角色。随着技术微型化、便携化，微生物电池有望为智能手表、心脏起搏器等低功耗设备供电。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队，联合深圳大学和定量合成生物学全国重点实验室，利用3D打印活体水凝胶技术，成功研制出直径仅20毫米的微型便携式微生物燃料电池。该电池整合生物电刺激装置，精准调节电生理和血压，在疾病治疗方面潜力巨大。相关成果发表于《先进材料》期刊。

生物电池性能卓越。研究团队基于希瓦氏菌，开发3D打印活体水凝胶材料，构建复杂结构。通过封装微生物、添加纳米纤维素和氧化石墨烯，提升材料机械强度和导电性。采用阴阳极分离设计，成功构建微型生物电池系统，稳定输出450毫伏电压，完成10次“自充电—放电”循环。

钟超研究员表示，电池供能循环结束后，细菌存活率高达97%，连续运行100小时，存活率超90%，彰显电池生物相容性。性能测试显示，生物电池循环稳定，能量损失低，避免稀缺金属和有毒电解质使用，环保优势明显。虽能量密度和功率密度与商业锂电池有差距，但已满足低功耗设备需求。

研究团队瞄准瞬时神经刺激应用场景，集成电容器系统，精准调控电能，开发神经调控生物电池方案。大鼠实验显示，生物电池输出强度增加，动作电位和肌电信号增强，血压明显下降，验证生物电池在神经干预治疗中的有效性。

团队计划开发植入式生物电池，利用人体血糖供电，实现医疗设备自供能。这一研究体现合成生物学与材料科学交叉创新，为环境友好可持续能源技术提供新思路，在医疗植入设备、环境监测传感器等领域前景广阔。

未来，研究团队将通过优化菌种、改进材料配方和调控电池结构，提升生物电池性能，推动技术实际应用。

（文章来源：科技日报）