اخبار

باتری تاشویی که نیروی خود را از باکتری‌های فاضلاب می‌گیرد

باتری تاشویی که نیروی خود را از  باکتری‌های فاضلاب می‌گیرد
دانشمندان یک باتری باکتری-سوز را بر روی یک تکه کاغذ ساخته‌اند، که گفته‌می‌شود می‌تواند یک منبع برق ارزان و با ساخت آسان برای سنسورهای پزشکی در کاربردهای ریموت و توسعه باشد.

 این باتری تاشو نیروی خود را باکتری‌های فاضلاب می‌گیرد

 

گارانتی شده که نمی‌ترکد

 

دانشمندان یک باتری باکتری-سوز را بر روی یک تکه کاغذ ساخته‌اند، که گفته‌می‌شود می‌تواند یک منبع برق ارزان و با ساخت آسان برای سنسورهای پزشکی در کاربردهای ریموت و توسعه باشد. 

 

این باتری کاغذی، که‌ تاشونده است، تازه‌ترین نمونه از باتری‌های بایو است، باتری‌هایی که برق تولیدشده از ماده‌های آلی را ذخیره می‌کند. در این باتری کاغذی، برق از باکتری‌های معمولی فاضلاب تولید شده است. 

 

طراحی بر پایه‌ی کاغذ، بخشی از زمینه‌ی پژوهشی تازه‌ای است که‌ کاغذترونیک نام‌گرفته است که‌ همانگونه که از نامش پیداست آمیختن کاغذ و الکترونیک است. 

 

بخش‌های سازنده‌ی مورد نیاز برای اینگونه لوازم الکترونیکی کاغذ-پایه باید به آسانی در جاهای دورافتاده در دسترس باشند، تا بتوانند ذخیره‌ای قابل‌اطمینان در جاهایی باشند که شبکه‌ی برق و یا باتری‌های معمولی در دسترس نیستند.

 

به گفته مهندس Seokheun Sean Choi از دانشگاه Binghamton: "کاغذترونیک به تازگی راهی آسان و کم‌هزینه در فراهم‌نمودن سنسورهای یکبارمصرف شناسایی بیماری‌ها شده‌اند".

 

برای ساخت این باتری، پژوهشگران یک نوار از جنس نیترات‌نقره را بر روی یک تکه کاغذ کروماتوگرافی خواباندند. یک لایه‌ نازک از جنس موم را نیز بر روی آنها گذاشتند که نقش کاتد-الکترود مثبت باتری- را داشت.

 

در پشت کاغذ، مخزنی از جنس پلیمر رسانا ساختند که نقش آند -الکترود منفی- را داشت، این مخزن را با چند قطره از «فاضلاب مایع دارایِ باکتری» پر کردند.

 

زمانی که کاغذ تا می‌شود، به گونه‌ای که آند و کاتد باهم در تماس باشند، باتری از متابولیسم باکتری‌ها -که با نام «تنفس سلولی» شناخته می‌شود- برق می‌گیرد.

 

این نخستین بار نیست که پژوهشگران آزمایش‌هایی را با باتری‌های نرم یا غیرمعمولی انجام داده‌اند. 

 

پارسال، گروهی از آمریکا و چین یک باتری یون‌لیتیوم اوریگامی با طرح پلیسه‌ای ساختند که می‌تواند کش‌بیاید و دوباره جمع‌شود. (اوریگامی= هنر آفرینش طرح‌های جالب با کاغذ و تا کردن و برش‌هایی هندسی)  

 

چند ماه بعد، پژوهشگرانی در سوئد چیزی به نام «کاغذِ قدرت» ساختند، لایه‌ای ساخته‌شده از سلولز و پلیمر که می‌تواند انرژی را ذخیره کند. 

 

و همین یک ماه پیش، دانشمندانی در انگلیس از یک باتری با طراحی الگوگرفته از روده‌ی انسان رونمایی کردند.  

 

باتری لیتیوم-سولفور ایشان با تقلید از برجستگی‌های انگشتی در روده‌ای انسان، پرز villi، می‌توانست تکه‌های سولفور را جذب کرده و از تجزیه‌ی باتری توسط این ترکیب‌ها پیشگیری کند.

 

درباره‌ی این باتری کاغذی تازه، خروجی قدرت آن به میزان کاغذ و به روش تاکردن و چیدمان آن بستگی دارد. هر لایه‌ی کاغذ تاشو از چند باتری کوچک چهارگوش ساخته‌شده که شبکه‌مانند بر سطح آن چیده شده‌اند. 

 

در آزمایش‌های انجام شده، ایشان توانستند با شش باتری(سه باتری در یک ردیف که روی سه باتری دیگر تا شده‌اند)‌ توان ۳۱/۵۱ میکرووات در ۱۲۵/۵۳ میکروآمپر؛ و توان ۴۴/۸۵ میکرووات در ۱۰۵/۸۹ میکروآمپر تولید کنند.

 

ایشان گفته‌اند که کارکرد باتری با به‌هم‌خوردن آرایش و یا فاصله‌ی میان لایه‌های کاغذ تغییر می‌کند و کار زیادی برای گرفتن جریان‌خروجی بالاتر مورد نیاز است.

 

هم‌اکنون، برای تولید توان کافی برای یک لامپ برق ۴۰واتی، میلیونها باتری کاغذی نیاز است، بنابراین شاید این فناوری نتواند به این زودی‌ها لوازم الکترونیکی معمولی را روشن کند.

 

ولی همانگونه که‌ آزمایش‌ها نشان دادند، پژوهشگران می‌گویند که هم‌اکنون توان باتری به اندازه‌ی کافی برای کار بایو-سنسورهای‌ ساده در کاربردهایی مانند پایش میزان گلوکز در بیماران دیابتی یا شناسایی پاتوژن در بیماران هست، که می‌تواند کمک‌های پزشکی اضطراری را به بیمارانی که در جاهای بدون برق هستند برساند.

 

به گفته‌ی Choi: فناوری «باتری پایه‌کاغذِ سلول‌سوختیِ میکروبی» با فاصله‌ی زیادی، بیش از بسیاری از باتری‌های پایه‌کاغذِ خم‌شونده و یکپارچه‌ی موجود توسعه‌یافته‌است. 

ما در اینباره بسیار به شوق آمده‌ایم چون میکوارگانیسم‌ها از همه‌ی منبع‌های تجزیه‌پذیر در دسترس، مانند فاضلاب، برق بگیرند.  

 

یافته‌های این پژوهش در مجله‌ی Advanced Materials Technologies چاپ شده است.

 

لینک منبع خبر:

۱۲ دی ۱۳۹۵
۲۵ دسامبر ۲۰۱۶-ساینس آلرت-PETER DOCKRILL |

دیدگاه بازدیدکنندگان


تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید