تولید برق از باکتری با نسل جدید باتری‌های کاغذی

ایده‌ی تولید برق از باکتری شاید چندان دور از ذهن نباشد. باتری کاغذی که بر پایه‌ی باکتری‌هایی طراحی شده‌است که الکترون برداشت می‌کنند، می‌تواند روزی انرژی دستگاه‌های یکبار مصرف و دوستدار محیط زیست را تامین کند.

محققان سالهاست بر روی سنسورهای کاغذی و صفحات مداری تحقیق و بررسی انجام می‌دهند، ولی این ابزارها غالبا توسط باتری‌های قدیمی یا واکنشهای شیمیایی ساده، تامین انرژی می‌شوند. Yang Gao و Seokheun Choi از دانشگاه Binghamton در نیویورک، باتری ایجاد کرده‌اند که تامین انرژی آن برعهده باکتری‌ها است.

این باتری از کاغذی تشکیل شده که با لایه نازکی از فلزات و پلیمرهایی که بمنظور نگه داشتن باکتری‌ها و برداشت الکترونها مورد نیاز هستند، پوشیده‌است. باکتری‌های مورد استفاده، اگزوالکتروژن (exoelectrogen) هستند؛ بدین معنی که الکترونها را از مولکولهای مورد مصرف خود خارج کرده و به محیط خارج سلولهای خود منتقل می‌سازند.

بیشتر بخوانید:

• اشکال باکتریایی مهندسی شده توسط نور کلید آزمایشگاه روی تراشه
• یک گام نزدیک‌تر تا باتری‌های قوی‌تر و ایمن‌تر
• زیباترین تصاویری که می‌توانید از زشت‌ترین حشرات ببینید!

این باتری بمنظور قرار دادن باکتری‌ها در وضعیت خفته، محیطی خشک و منجمد دارد. باتری توسط کیسه کوچکی که حاوی غذای باکتری بصورت مایع است، بسته بندی شده‌است. زمانیکه این باتری فشرده می‌شود، مایع درون آن باعث احیای دوباره باکتری شده و آنها، مصرف مواد آلی موجود در کیسه را آغاز می‌کنند.

طی مجموعه‌ای از واکنش‌ها، الکترونها از غذا به باکتری و نهایتا به باتری منتقل می‌شود، که می‌تواند انرژی دستگاه‌های کوچک را تامین کند. عمر مفید این باتری‌ها در حدود ۴ ماه بوده و می‌تواند انرژی را به مدت دو روز تامین کند. محققان، مطالعه خود را در تاریخ ۱۹ آگوست در نشست American Chemical Society در بوستون ارائه دادند.

Gao می‌گوید اکنون، این باکتری‌ها تنها می‌توانند برای تامین انرژی دستگاه‌هایی با نیاز انرژی تقریبا پایین، مانند یک ماشین حساب کوچک یا یک لامپ LED مورد استفاده قرار گیرند. ولی وی و Choi امید دارند این باکتری روزی در تکنولوژی‌های پزشکی مانند تست‌های بارداری که اکنون نیازمند باتری‌های قدیمی است و به سختی می‌تواند با روش دوستدار محیط زیست انجام شود، مورد استفاده قرار گیرد. Gao اذعان دارد:

اگر بتوانیم انرژی را بدون باتری‌های مرسوم تامین کنیم، ابزارها می‌توانند ارزان‌تر شده و بیشتر دوستدار محیط زیست باشند.