journal article·2020-12-28Open access

Bacterial-Polymer-Based Electrolytes: Recent Progress and Applications

Fernando G. Torres, Gabriel E. De-la-Torre, Karen N. Gonzales, Omar P. Troncoso

ACS Applied Energy Materials· Volume 3· Issue 12

Abstract

Bacteria can naturally synthesize a wide range of biopolymers that have appealing material properties for numerous applications. In the past decade, the development of green electronics based on bacterial polymers has gained major attention. Polymer electrolytes are key components in electrochemical devices owing to their mechanical properties, thermal stability, and ionic conductivity. The present review focuses on the recent progress of bacterial-polymer-based electrolytes and their applications in electrochemical energy conversion and storage. First, we described the ion transfer mechanism of polymer electrolytes and the multiple approaches for improving ionic conductivity and mechanical properties. Then, we summarized the composition, performance, and approaches applied for the development of multiple bacterial polymer electrolytes, namely, polysaccharides, polyanhydrides, and polyesters. Lastly, the practical applications of bacterial-polymer-based electrolytes in electrochemical energy storage and conversion, namely, fuel cells, batteries, supercapacitors, and other electrochemicals, are reviewed. Bacterial polymer electrolytes are presented as a fruitful, eco-friendly, and high-performance alternative for traditional solid polymer electrolytes.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Advanced battery technologies research · Advanced Battery Materials and Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Mechanical Engineering, Pontificia Universidad Católica del Perú, Av. Universitaria 1801, 150136, Lima, Peru

Universidad San Ignacio de Loyola, Av. La Fontana 501, Lima 12, Lima, Peru

Funding

Pontificia Universidad Cat?lica del Per?

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1021/cr020730k10.1021/cr020730k ↗
2. 10.1002/celc.20140227710.1002/celc.201402277 ↗
3. 10.1016/j.electacta.2013.10.20210.1016/j.electacta.2013.10.202 ↗
4. 10.1016/j.compscitech.2017.04.00210.1016/j.compscitech.2017.04.002 ↗
5. 10.1016/j.eurpolymj.2005.09.01710.1016/j.eurpolymj.2005.09.017 ↗
6. 10.1002/adma.20060290310.1002/adma.200602903 ↗
7. 10.1016/j.ssi.2015.02.00610.1016/j.ssi.2015.02.006 ↗
8. 10.1002/advs.20150021310.1002/advs.201500213 ↗
9. 10.1016/0032-3861(73)90146-810.1016/0032-3861(73)90146-8 ↗
10. 10.1016/j.electacta.2011.06.01510.1016/j.electacta.2011.06.015 ↗
11. 10.1007/s10008-015-3017-210.1007/s10008-015-3017-2 ↗
12. 10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2015.25.2.17110.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2015.25.2.171 ↗
13. 10.1149/2.1281709jes10.1149/2.1281709jes ↗
14. 10.1016/j.ssi.2005.12.02110.1016/j.ssi.2005.12.021 ↗
15. 10.1016/j.carbpol.2019.11560410.1016/j.carbpol.2019.115604 ↗
16. 10.1080/00914037.2015.110323910.1080/00914037.2015.1103239 ↗
17. 10.1016/j.jenvman.2014.05.01010.1016/j.jenvman.2014.05.010 ↗
18. 10.1038/s41579-019-0313-310.1038/s41579-019-0313-3 ↗
19. 10.1038/nrmicro235410.1038/nrmicro2354 ↗
20. Vandamme E. · Agro Food Ind. Hi-Tech · 1996 · 7 · 21
21. 10.1007/s11581-016-1756-410.1007/s11581-016-1756-4 ↗
22. 10.1039/C6TA02621D10.1039/C6TA02621D ↗
23. 10.3390/membranes1003003410.3390/membranes10030034 ↗
24. 10.7536/PC18031410.7536/PC180314 ↗
25. 10.1007/s11581-014-1306-x10.1007/s11581-014-1306-x ↗
26. 10.1016/j.matchemphys.2018.11.05110.1016/j.matchemphys.2018.11.051 ↗
27. 10.1007/s11581-019-03150-x10.1007/s11581-019-03150-x ↗
28. 10.1007/s11581-019-03193-010.1007/s11581-019-03193-0 ↗
29. 10.1002/anie.20150497110.1002/anie.201504971 ↗
30. 10.1002/app.3240410.1002/app.32404 ↗
31. 10.1080/15421406.2012.63432910.1080/15421406.2012.634329 ↗
32. 10.1021/acs.macromol.9b0274210.1021/acs.macromol.9b02742 ↗
33. 10.1021/jp810095g10.1021/jp810095g ↗
34. 10.1007/s00339-014-8979-x10.1007/s00339-014-8979-x ↗
35. 10.1002/polb.2340410.1002/polb.23404 ↗
36. 10.1146/annurev-matsci-071312-12170510.1146/annurev-matsci-071312-121705 ↗
37. 10.1038/natrevmats.2016.10310.1038/natrevmats.2016.103 ↗
38. 10.1016/S0376-7388(01)00439-210.1016/S0376-7388(01)00439-2 ↗
39. 10.1021/am507098710.1021/am5070987 ↗
40. 10.1002/aenm.20110051310.1002/aenm.201100513 ↗
41. 10.1002/adma.20140024010.1002/adma.201400240 ↗
42. 10.1016/S1573-4374(02)80011-510.1016/S1573-4374(02)80011-5 ↗
43. 10.1016/j.jmrt.2019.11.04210.1016/j.jmrt.2019.11.042 ↗
44. 10.3390/ijms2013336910.3390/ijms20133369 ↗
45. 10.1007/s11581-017-2380-710.1007/s11581-017-2380-7 ↗
46. 10.1533/9781845691998.33010.1533/9781845691998.330 ↗
47. 10.1021/ma981436q10.1021/ma981436q ↗
48. 10.1016/B978-0-12-813351-4.00003-110.1016/B978-0-12-813351-4.00003-1 ↗
49. Fei H. · 8th International Conference on Nanomaterials - Research & Application · 2016 · 583
50. 10.1007/s11581-017-2223-610.1007/s11581-017-2223-6 ↗
51. 10.1002/app.4622910.1002/app.46229 ↗
52. 10.1021/acsami.8b0003410.1021/acsami.8b00034 ↗
53. 10.1016/b978-0-12-409547-2.12206-110.1016/b978-0-12-409547-2.12206-1 ↗
54. 10.1007/s11665-010-9807-x10.1007/s11665-010-9807-x ↗
55. 10.1016/j.ssi.2015.02.01110.1016/j.ssi.2015.02.011 ↗
56. 10.1039/b110838g10.1039/b110838g ↗
57. 10.1016/j.electacta.2006.03.01610.1016/j.electacta.2006.03.016 ↗
58. 10.1016/j.electacta.2007.01.02510.1016/j.electacta.2007.01.025 ↗
59. 10.1016/j.elecom.2006.01.01310.1016/j.elecom.2006.01.013 ↗
60. 10.1007/s11581-018-2756-310.1007/s11581-018-2756-3 ↗
61. 10.1021/acsami.0c0062110.1021/acsami.0c00621 ↗
62. 10.1007/s11581-019-02865-110.1007/s11581-019-02865-1 ↗
63. 10.1007/s11581-016-1946-010.1007/s11581-016-1946-0 ↗
64. 10.1016/j.msec.2019.01.06410.1016/j.msec.2019.01.064 ↗
65. 10.1016/b978-0-12-818435-6.00013-x10.1016/b978-0-12-818435-6.00013-x ↗
66. 10.1016/j.chempr.2018.11.01310.1016/j.chempr.2018.11.013 ↗
67. 10.1016/B978-0-12-813351-4.00043-210.1016/B978-0-12-813351-4.00043-2 ↗
68. 10.1177/09673911080160030210.1177/096739110801600302 ↗
69. 10.1021/bm060620d10.1021/bm060620d ↗
70. 10.3139/217.205910.3139/217.2059 ↗
71. 10.1016/j.copbio.2016.01.00210.1016/j.copbio.2016.01.002 ↗
72. 10.1007/s12274-019-2369-910.1007/s12274-019-2369-9 ↗
73. 10.1080/25740881.2018.156313510.1080/25740881.2018.1563135 ↗
74. 10.1016/j.carbpol.2017.05.00510.1016/j.carbpol.2017.05.005 ↗
75. 10.1016/j.indcrop.2016.01.02810.1016/j.indcrop.2016.01.028 ↗
76. 10.1021/am501191t10.1021/am501191t ↗
77. 10.1016/j.electacta.2017.02.14510.1016/j.electacta.2017.02.145 ↗
78. 10.1039/C9TA07466J10.1039/C9TA07466J ↗
79. 10.1039/B811217G10.1039/B811217G ↗
80. 10.1016/j.jpowsour.2020.22896310.1016/j.jpowsour.2020.228963 ↗
81. 10.1063/1.496550310.1063/1.4965503 ↗
82. 10.1007/s11164-018-3348-610.1007/s11164-018-3348-6 ↗
83. 10.1149/1.348459910.1149/1.3484599 ↗
84. 10.1016/j.ijhydene.2012.05.09610.1016/j.ijhydene.2012.05.096 ↗
85. 10.1021/acsami.9b0075810.1021/acsami.9b00758 ↗
86. 10.1002/adfm.20190454710.1002/adfm.201904547 ↗
87. 10.1007/s00253005126910.1007/s002530051269 ↗
88. 10.1016/j.jconrel.2007.01.00410.1016/j.jconrel.2007.01.004 ↗
89. 10.1016/j.jfoodeng.2011.03.03510.1016/j.jfoodeng.2011.03.035 ↗
90. 10.1016/j.carbpol.2017.10.00910.1016/j.carbpol.2017.10.009 ↗
91. 10.1016/j.bcab.2017.02.01310.1016/j.bcab.2017.02.013 ↗
92. 10.1007/s11581-019-02965-y10.1007/s11581-019-02965-y ↗
93. 10.1080/00032719.2019.170892310.1080/00032719.2019.1708923 ↗
94. 10.1016/j.electacta.2019.03.05510.1016/j.electacta.2019.03.055 ↗
95. 10.1016/j.carbpol.2016.09.07610.1016/j.carbpol.2016.09.076 ↗
96. 10.1007/s10008-018-4003-210.1007/s10008-018-4003-2 ↗
97. 10.1007/s10008-020-04641-y10.1007/s10008-020-04641-y ↗
98. 10.1039/C8TA04298E10.1039/C8TA04298E ↗
99. 10.1039/C9RA00494G10.1039/C9RA00494G ↗
100. 10.1002/celc.20180178010.1002/celc.201801780 ↗