Bateria to urządzenie elektryczne, które służy do zmiany energii chemicznej na energię elektryczną. Baterie są podzielone na różne typy w zależności od zastosowania i są one używane w kilku urządzeniach elektrycznych i elektronicznych. Na akumulator elektryczny zawiera pewne chemikalia, takie jak związki rtęci, ołowiu itp., a ołów w baterii jest niezwykle niebezpieczny z natury i nie jest przyjazny dla środowiska. Oprócz tego istnieje ryzyko wycieku chemicznego, a w niektórych przypadkach również wybuchu baterii. Aby przezwyciężyć ten problem, naukowcy wynaleźli bio-baterię, która zmniejszyła wpływ tych chemikaliów i zmniejszyła szkodliwość dla środowiska, co daje ogromne korzyści ludziom.
Co to jest bio-bateria?
Bateria Bio to urządzenie do magazynowania energii elektrycznej, które jest używane w kilku zastosowaniach. Ta bateria może być zasilana za pomocą związków organicznych, które są dostępne w postaci glukozy, która jest wykorzystywana w organizmie człowieka.
W procesie trawienia ludzkiego ciała, gdy enzymy rozkładają elektrony glukozy, a także protony, uwalniane są. W ten sposób wykorzystując enzymy do rozkładu glukozy, baterie te będą pozyskiwać energię bezpośrednio z glukozy. Wtedy te baterie będą magazynować energię na przyszłość.
Ta idea jest w przybliżeniu identyczna z tym, jak rośliny i zwierzęta uzyskują energię. Mimo że te baterie są nadal sprawdzane przed sprzedażą. Nad przyszłym rozwojem tych akumulatorów pracuje wielu naukowców i inżynierów.
Bio-bateria
Konstrukcja bioakumulatora
Konstrukcja bioakumulatora może być wykonana przy użyciu czterech elementów, takich jak anoda, katoda, elektrolit i separator.
Wszystkie te cztery elementy są powlekane na sobie, dzięki czemu układają się w stos. Podobnie jak w innych akumulatorach, w tych akumulatorach anoda jest ładowana ujemnie, podobnie jak katoda jest ładowana dodatnio. Główna różnica między anodą a katodą pozwala na przepływ elektronów wewnątrz i na zewnątrz nich. W konstrukcji bioakumulatora zacisk anodowy jest umieszczony na górze akumulatora, natomiast zacisk katodowy na dole akumulatora. Pomiędzy tymi dwoma zaciskami umieszczony jest elektrolit, który zawiera separator.
Tutaj separator odgrywa kluczową rolę, oddzielając anodę i zaciski katody od siebie, co może prowadzić do uniknięcia zwarcia, w przeciwnym razie cała bateria ulegnie uszkodzeniu. W tym systemie energia elektryczna będzie wytwarzana przez przepływ elektronów i protonów. Ponieważ głównym źródłem energii w Bio-baterii jest glukoza, do wytworzenia energii elektrycznej potrzebuje dużej ilości glukozy. W bio-baterii rozkład glukozy można przeprowadzić na tej samej zasadzie, podczas gdy w organizmie człowieka rozkłada się ona na małe kawałki.
Zasada działania bioakumulatora
Działanie baterii Bio pokazano poniżej diagramu. Ten system wykorzystuje przepływ elektronów i protonów do wytwarzania energii elektrycznej. Ruch protonu może być spowodowany siłą poruszającą znaną jako prąd. Przepływ elektronów może odbywać się od anody do katody, podczas gdy przepływ prądu może odbywać się od katody do anody. Działanie bioakumulatora omówiono poniżej.
- Na powyższym rysunku glukoza jest używana po stronie anody, a enzym po stronie katody
- Glukoza rozpada się na elektrony i protony
- Przepływ protonów może przemieszczać się po stronie katody przez separator, a przepływające elektrony mogą przemieszczać się po stronie katody za pośrednictwem mediatora.
- Po stronie katody wykorzystywane są enzymy, które generują wodę zarówno przez protony, jak i elektrony przemieszczane od strony anody. Tutaj wykorzystywana jest reakcja redukcji tlenu.
- Powyższe reakcje będą generować elektrony oraz protony w układzie. Wreszcie będzie wytwarzana energia elektryczna.
Dio-bateria działa
Rodzaje bio-baterii
Biobaterie są podzielone na kilka typów, takich jak bio-bateria enzymatyczna, bio-bateria mikrobiologiczna, bio-baterie na bazie płynów ustrojowych, biobaterie na bazie celulozy, itp. Jednak powszechnie stosowanymi bateriami są bio-baterie enzymatyczne i biokomponenty mikrobiologiczne.
1) Enzymatyczna bio-bateria: W tego typu akumulatorach czynniki biochemiczne (enzymy) są wykorzystywane do rozkładu substratu.
2) Biobateria mikrobiologiczna: W tego typu akumulatorach mikroorganizmy, takie jak Escherichia coli, bakterie elektryczne, są wykorzystywane do rozkładu podłoża.
Zalety Bio-baterii
- Biobaterie ładują się znacznie szybciej ze względu na szybkie działanie enzymów w porównaniu z innymi bateriami.
- Bio-baterie nie wymagają zewnętrznego zasilacz ze względu na stałą podaż glukozy lub cukru.
- Bio-baterie dostępne dzięki dużej gęstości energii i mogą być łatwo używane w temperaturze pokojowej.
- Biobaterie są całkowicie niezanieczyszczające, odnawialne, a także przyjazne dla środowiska.
- Biobaterie są bardzo bezpieczne w użyciu ze względu na brak wycieków i wybuchów, takich jak baterie chemiczne.
Wady Bio-baterii
- Plik bio baterie oszczędzają mniej energii w porównaniu z akumulatorami elektrycznymi na bazie litu.
- Baterii tych nie można używać do celów długoterminowych ani do przechowywania
Zastosowania bio-baterii
Plik zastosowania baterii Bio obejmują następujące elementy.
- Bio-baterie są stosowane w implantach medycznych, takich jak rozruszniki serca, pompy insulinowe itp.
- Może służyć jako ładowarka do urządzeń elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, tablety, power banki itp.
- Bio-baterie mogą być używane zarówno do zabawek, jak i do kartek okolicznościowych
- Bio-baterie są wykorzystywane w polu obronnym w urządzeniach teledetekcyjnych, urządzenia szpiegowskie , a także nadzór.
Tak więc chodzi o budowę, pracę, zalety i wady baterii Bio i jego zastosowania. W ostatnich dniach produkcja tych baterii, a także badania zostały zwiększone ze względu na wiele cech, takich jak przyjazne dla środowiska i nie wykorzystywały metali ani niebezpiecznych chemikaliów. Oto pytanie do Ciebie, jak zrobić Bio-Baterię?
