Akumuliatorius yra elektrinis prietaisas, naudojamas cheminei energijai pakeisti į elektros energiją. Baterijos pagal paskirtį skirstomos į skirtingas rūšis, kurios naudojamos keliuose elektriniuose ir elektroniniuose prietaisuose. An elektros baterija apima tam tikras chemines medžiagas, tokias kaip gyvsidabrio junginiai, švinas ir kt., o baterijos švinas yra labai pavojingas ir nėra ekologiškas. Be to, tam tikrais atvejais yra cheminių medžiagų nutekėjimo tikimybė ir akumuliatoriaus sprogimas. Norėdami įveikti šią problemą, mokslininkai išrado „Bio-battery“, kuris sumažino šių cheminių medžiagų poveikį ir sumažino žalą aplinkai, suteikiančią didelį pranašumą žmonėms.
Kas yra „Bio-Battery“?
„Bio“ akumuliatorius yra elektros energijos kaupimo įtaisas, naudojamas keliems tikslams. Ši baterija gali būti maitinama naudojant organinius junginius, kurie yra gliukozės pavidalu, naudojami žmogaus organizme.
Atliekant žmogaus kūno virškinimo procedūrą, fermentams skaidant gliukozės elektronus, taip pat ir protonus. Taigi panaudojant fermentus gliukozės skaidymui, šios baterijos tiesiogiai gaus energiją iš gliukozės. Tada šios baterijos kaups energiją būsimam tikslui.
Ši idėja yra maždaug identiška tam, kaip augalai ir gyvūnai gauna energijos. Nors prieš parduodant šias baterijas vis dar tikrinama. Yra daug mokslininkų ir inžinierių, kurie ateityje stengsis kurti šias baterijas.
Bio akumuliatorius
Bioakumuliatorių konstrukcija
Bio akumuliatorių galima sukonstruoti naudojant keturis komponentus, tokius kaip anodas, katodas, elektrolitas ir separatorius.
Visi šie keturi komponentai yra padengti vienas kitu, todėl jie kaupiasi kartu. Panašiai kaip ir kitose baterijose, šiose baterijose anodas yra įkrautas neigiamai, o katodas - teigiamai. Pagrindinis skirtumas tarp anodo ir katodo leidžia elektronų srautą jų viduje ir toli nuo jų. Konstruojant bioakumuliatorių, anodo gnybtas yra akumuliatoriaus viršuje, o katodo gnybtas - akumuliatoriaus apačioje. Tarp šių dviejų gnybtų dedamas elektrolitas, kuriame yra separatorius.
Čia separatorius vaidina pagrindinį vaidmenį atskirdamas anodo ir katodo gnybtus vienas nuo kito, o tai gali sukelti trumpojo jungimo išvengimą, nes kitaip sugadins visa baterija. Šioje sistemoje elektrą generuos elektronų, taip pat protonų srautas. Kadangi pagrindinis „Bio-battery“ energijos šaltinis yra gliukozė, todėl elektros energijai gaminti reikia daug gliukozės. Bioakumuliatoriuje gliukozę galima suskaidyti pagal tą pačią taisyklę, kai ji yra suskaidoma į mažus gabalėlius žmogaus kūne.
Bioakumuliatoriaus veikimo principas
Bio akumuliatoriaus veikimas parodytas žemiau schemos. Ši sistema elektrai gaminti naudoja elektronų srautą, taip pat protonus. Protonų judėjimas gali atsirasti dėl judančios jėgos, kuri yra žinoma kaip srovė. Elektronai gali tekėti iš anodo į katodą, o srovė - iš katodo į anodą. Bio akumuliatoriaus veikimo operacija aptariama toliau.
- Ankstesniame paveiksle gliukozė naudojama anodo pusėje, o katodo pusėje - fermentas
- Gliukozė suskaidoma į elektronus ir protonus
- Protonų srautas gali būti nukreiptas į katodo pusę per separatorių, o srauto elektronai gali būti nukreipti į katodo pusę per tarpininką.
- Fermentai naudojami katodo pusėje, kuris gamina vandenį tiek iš protonų, tiek iš anodo pusės einamais elektronais. Čia naudojama deguonies redukcijos reakcija.
- Aukščiau nurodytos reakcijos generuos elektronus, taip pat protonus sistemoje. Galiausiai bus sukurta elektros energija.
„Dio-Battery“ veikia
Bioakumuliatorių tipai
Biokumuliatoriai skirstomi į keletą tipų, tokių kaip fermentiniai bioakumuliatoriai, mikrobų bioakumuliatoriai, kūno skysčių pagrindu pagamintos bioakumuliatoriai, celiuliozės pagrindu pagamintos bioakumuliatoriai ir kt. Tačiau dažniausiai naudojamos baterijos „Enzymatic Bio-Battery“, „Microbial Bio-Battery“.
1) Fermentinis bioakumuliatorius: Šio tipo akumuliatoriuose biocheminiai agentai (fermentai) naudojami substratui suskaidyti.
2) mikrobų bioakumuliatorius: Šio tipo akumuliatoriuose mikroorganizmai, tokie kaip Escherichia coli, elektrinės bakterijos, naudojami substratui skaidyti.
„Bio-battery“ privalumai
- Biologinės baterijos yra daug greičiau įkraunamos dėl greito fermentų veikimo, palyginti su kitomis baterijomis.
- Bio baterijoms nereikia išorinių maitinimo šaltinis dėl nuolatinio gliukozės ar cukraus tiekimo.
- Bio akumuliatorius galima naudoti esant dideliam energijos tankiui ir juos galima lengvai naudoti kambario temperatūroje.
- Biokumuliatoriai yra visiškai neteršiantys, atsinaujinantys ir draugiški aplinkai.
- Biologines baterijas naudoti labai saugu, nes nėra nuotėkio ir sprogimų, pavyzdžiui, cheminių baterijų.
Bioakumuliatoriaus trūkumai
- The bio baterijos sutaupyti mažiau energijos, palyginti su ličio elektrinėmis baterijomis.
- Šios baterijos negali būti naudojamos ilgam laikui, taip pat laikymui
„Bio-battery“ programos
The „Bio“ baterijos programas įtraukti šiuos dalykus.
- Bio akumuliatoriai naudojami medicininiuose implantuose, pavyzdžiui, širdies stimuliatoriuose, insulino pompose ir kt.
- Jis gali būti naudojamas kaip įkroviklis elektroniniams prietaisams, tokiems kaip mobilieji telefonai, skirtukai, maitinimo bankai ir kt.
- Bioakumuliatoriai gali būti naudojami žaislams, taip pat ant sveikinimo atvirukų
- Bio baterijos yra naudojamos gynybos srityje nuotolinio stebėjimo įtaisuose, šnipinėjimo prietaisai , taip pat stebėjimas.
Taigi visa tai susiję su „Bio-battery“ konstrukcija, darbu, Bio akumuliatoriaus privalumai ir trūkumai ir jo taikymo sritis. Pastarosiomis dienomis šių baterijų gamyba ir tyrimai buvo padidinti dėl daugybės funkcijų, pavyzdžiui, ekologiškos ir jose nebuvo naudojami metalai ar pavojingos cheminės medžiagos. Štai jums klausimas, kaip pasigaminti „Bio-Battery“?
