باکتری‌ها تبدیل به باتری می‌شوند

به گزارش مجله خبری نگار، به نقل از آی‌ای، با پیشرفت فناوری‌هایی همچون اینترنت اشیاء (IoT) که به دستگاه‌ها و حسگر‌ها این امکان را می‌دهد که به یکدیگر متصل شوند و به طور هماهنگ کار کنند، نیاز به حفظ انرژی این دستگاه‌ها نیز بیش از پیش احساس می‌شود. شاید حفظ این انرژی در مکان‌هایی مانند خانه یا فضا‌های اداری راحت باشد، اما در مکان‌های دور افتاده کار بسیار دشواری است و اینجاست که باتری‌های زیستی گزینه مناسبی خواهند بود.
باتری‌های زیستی، روشی جدید و درحال توسعه برای تأمین انرژی دستگاه‌ها هستند و با تقلید از تجزیه انرژی در سلول‌های زیستی کار می‌کنند. گلوکز رایج‌ترین منبع انرژی برای موجودات زنده است. هنگامی که آنزیم‌های درون سلول، گلوکز را تجزیه می‌کنند، الکترون‌هایی آزاد می‌شود که می‌توان از آن‌ها برای تامین انرژی دستگاه‌ها استفاده کرد.

طول عمر باتری‌های زیستی چقدر است؟

سئوهون چوی (Seokheun Choi)، استاد کالج مهندسی و علوم کاربردی توماس جی واتسون (Thomas J. Watson) در دانشگاه بینگهمتون آمریکا، سال‌ها بر روی باتری‌های زیستی کار کرده و دریافته که تعامل باکتری‌ها می‌تواند انرژی کافی برای نیرورسانی به دستگاه‌ها را برای چندین ساعت فراهم کند.

اگرچه این راه‌حل در برخی موارد مفید است، اما چوی و تیمش به دنبال راه‌هایی برای افزایش طول عمر باتری خود بودند. این تیم تحقیقاتی پیش از این، از یک سیستم دارای دو باکتری برای تأمین انرژی باتری‌های خود استفاده کرده بودند، اما در تحقیقات جدید، آن‌ها از سیستمی متشکل از سه باکتری بهره بردند. هر سه باکتری در محفظه‌های جداگانه قرار گرفتند. به ترتیب باکتری‌های فتوسنتزکننده در بخش بالای محفظه، باکتری‌های تولیدکننده مواد شیمیایی در بخش میانی و باکتری‌هایی که الکتریسیته تولید می‌کردند، در بخش پایینی قرار داده شدند.

چوی در تشریح عملکرد این باتری گفت: باکتری فتوسنترکننده، غذای طبیعی تولید می‌کند که می‌تواند به عنوان ماده مغذی برای سایر سلول‌های باکتریایی زیرین مورد استفاده قرار بگیرد. در بخش پایینی، باکتری‌های تولیدکننده الکتریسیته قرار دارند و در بخش میانی، باکتری‌هایی قرار دارند که برخی مواد شیمیایی مناسب برای بهبود انتقال الکترون را تولید می‌کنند.

باتری‌های جدید به گونه جدیدی نیز مونتاژ شده‌اند؛ این باتری‌ها که به شکل ساختار‌های سه در سه سانتی‌متری ساخته شده‌اند، ظاهری شبیه به لِگو دارند و بسته به دستگاهی که قرار است از این نوع باتری‌ها استفاده کند، می‌توان پیکربندی آن‌ها را برای ارائه ولتاژ و جریان مورد نیاز به راحتی تغییر داد.

چوی باور دارد که اینترنت ۶ G در دهه آینده در سطح جهانی به کار گرفته خواهد شد و تعداد زیادی دستگاه کوچک، هوشمند و مستقل وجود خواهند داشت که در مکان‌های دور افتاده با شرایط نامناسب به کار گرفته می‌شوند و در این زمان، این تأمین‌کنندگان کوچک انرژی وارد عمل خواهند شد. چوی می‌خواهد در آینده باتری‌هایی بسازد که در شرایطی نامناسب هنگامی که آسیب می‌بینند، قادر به ترمیم خود باشند، اما هدف نهایی وی، ساخت باتری‌های بسیار کوچک است.

این تیم نتایج تحقیقات خود را در مجله Journal of Power Sources منتشر کرده‌اند.